真空电子束钎焊控制技术的研究论文

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1、真空电子束钎焊控制技术研究上海交通大学电子信息学院自动化系真空电子束钎焊控制技术研究摘要本课题的研究是以真空电子束钎焊技术研究为背景目的是为该项新加工技术的研究建立试验平台并研究相应的控制技术通过本课题的研究对于真空电子束钎焊技术――这项新兴加工技术的研究提供有效的设备技术保障由于本课题研究方向属国内创新研究在国外也无相应控制技术的公开文献故课题的研究方法是以特定对象为研究对象以适应研究对象的要求为目标建立试验平台并针对该对象的特性研究控制技术但由于控制对象具有相似性通过本课题的研究可为今后这一控制技术的普遍性研究提供一些可供鉴借的方法和结果目前该课题

2、研究的控制方法已申请两项国家专利主要研究结果如下1.本课题首先对真空电子束钎焊的执行特点进行了充分分析认为要实现以电子束为热源的钎焊在设备控制技术上应满足2个重要条件即建立精确的大角度电子束偏转扫描机构建立较为精确的温度控制机构2.电子束流和加热时间共同决定着工件表面的最高温度并由电子束加热控制分系统中的执行机构――电子枪来实现执行与调节根据钎焊的技术特点电子束加热控制分系统为定值控制系统电子束扫描轨迹直接影响被加热工件表面的温度场形态当电子束扫描频率达到50Hz以上时扫描频率对温度场的形态影响可以忽略真空电子束钎焊的工作频率范围为502200Hz该分

3、系统为随动控制系统3.依据对真空电子束钎焊技术的分析结果建立真空电子束钎焊试验平台工作频率为50Hz2000KHz控温精度为10同时还考虑仪器间相互的配合前级的仪器在频率与输出电平均覆盖了后级的仪器4.为电子束扫描分系统建立单位反馈控制技术,通过对系统增益进行调整使系统满足动态性能和稳态性能其中电子束最大偏转角度误差0.87系统的相应相位滞后量不影响系统的动态性能电子束加热控制分系统控制技术研究中首先通过分析试验方法有限元模拟得出的真空电子束钎焊的数据采用经验推算出试验条件下电子束束流I与测温点的表面温度T的函数关系依此模型课题采用两种过程控制中控制器

4、的设计方法设计了控制器传统的PID控制器和的HPID控制器仿真结果得出传统的PID控真空电子束钎焊控制技术研究上海交通大学电子信息学院自动化系制器对系统的控制出现初始电子束束流过大测温点的超调温度超过了实际热模型的01400有效区该控制器对实际系统无实际意义HPID控制器使系统的上升时间较为适宜并能将稳态误差维持在0.1以内远远优于设定的控制指标不存在明显超调同时初始束流最高值17.7mA并最终维持在7mA这与实际钎焊试验的试验束流相当吻合,说明系统的动态性能稳态性能和鲁棒性良好关键词:电子束扫描,钎焊,扫描控制,加热控制真空电子束钎焊控制技术研究上海

5、交通大学电子信息学院自动化系ControltechnologyresearchonvacuumelectronbeambrazingABSTRACTThisresearchwhichisabranchofprojectnamedVacuumelectronicbeambrazing(VEBB)aimtoestablishexperimentequipmentandresearchitscontrolsystem.Wehavetoresearchthespecialobject,establishexperimentequipmentanddevelop

6、controltechnologyfortheobjectbecauseofnousefulliteratureonthisnewresearch.Butthemethodandresultoftheresearchingcanbereferencedbecausethemodelofallobjectsaresimilar.Theresearchingresulthasbeenregisteredtwodomesticpatents.Theresearchingresultisthat:1.WefirstanalyzethecharacterofVE

7、BBsufficiently,thenconclusionis:inordertoimplementbrazingwhichheatresourceiselectronicbeam,thecontroltechnologyshouldbebasedontwofactors,oneispreciselargeangleelectronicbeamscanningdevice;theotherisaccuratetemperaturecontroldevice.2.Electronbeamcurrentandheatingtimewhichisperfor

8、medandadjustedbyelectronicguncanfixthemaximumte