完全無接觸氣浮輸運與定位控制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，世界進(jìn)入了以電子信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的新經(jīng)濟(jì)時代，電子信息行業(yè)逐漸成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)。而半導(dǎo)體技術(shù)則是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，對應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓、太陽能電池板、液晶面板等基礎(chǔ)部件的需求量也大大增加。由于半導(dǎo)體材料本身易碎易裂，所以半導(dǎo)體晶圓等基礎(chǔ)部件的輸送過程是生產(chǎn)工藝的一個重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的搬運方式直接接觸產(chǎn)品表面，極易造成產(chǎn)品損傷影響產(chǎn)品的品質(zhì)，已經(jīng)無法滿足行業(yè)發(fā)展要求。因此非接觸式的輸運方式成為了最理想的替代搬運方式

2、，而氣浮式輸運技術(shù)憑借清潔無污染、不發(fā)熱、不生磁、對物體表面影響甚微等優(yōu)點成為非接觸式輸運領(lǐng)域的主流。
　　但就目前而言，現(xiàn)有的氣浮式非接觸運輸方式并非真正意義上的完全非接觸，仍需要通過增設(shè)額外的機(jī)構(gòu)裝置進(jìn)行限制定位、提供動力。本文介紹了一種基于靜壓氣浮與氣流粘性牽引復(fù)合作用的完全無接觸氣浮輸運平臺，運用基于模糊PID算法為核心的智能復(fù)合控制器對物體在一維方向上的輸運與定位進(jìn)行了深入研究。
　　本課題的主要研究內(nèi)容包括以下幾

3、個部分：
　　1.氣浮導(dǎo)軌粘性力驅(qū)動工作原理的理論分析及仿真研究。利用Sloidworks建立流場模型，在Fluent仿真軟件中對氣浮導(dǎo)軌進(jìn)行氣膜壓力分布和粘性力仿真計算，了解流場的流動現(xiàn)象。依據(jù)納維-斯托克斯方程建立導(dǎo)軌粘性力數(shù)學(xué)模型，對比Fluent仿真結(jié)果驗證數(shù)學(xué)模型的合理性。
　　2.設(shè)計導(dǎo)軌氣膜壓力分布測量與粘性力測量試驗。通過試驗對比Fluent仿真結(jié)果，驗證理論模型的可靠性以及在實際應(yīng)用的可行性，并對理論模型進(jìn)

4、行優(yōu)化，為下一階段系統(tǒng)控制打下理論基礎(chǔ)。3.基于氣浮輸運原理確定了控制信號并設(shè)計基于Bang-Bang控制和模糊PID控制的智能復(fù)合控制器，用于氣浮無接觸輸運的控制。利用MATLAB結(jié)合基于粘性力公式建立的系統(tǒng)傳遞函數(shù)，構(gòu)建無接觸輸運控制系統(tǒng)。通過對比智能復(fù)合控制器與常規(guī)PID控制器控制效果，驗證智能復(fù)合控制器作為輸運系統(tǒng)控制器的方案是否可行。
　　4.搭建氣浮運輸系統(tǒng)實驗裝置并對控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試實驗。對整體控制系統(tǒng)硬件設(shè)計及控制