晶圆级倒装装备运动平台的鲁棒控制与模糊细调.docx

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1、晶圆级倒装装备运动平台的鲁棒控制与模糊细调随着倒装封装器件向微小化、高密度化、标准化和模组化的方向发展,这对晶圆级倒装装备运动平台的动态响应、稳定性和定位精度提出了更高的要求。高速高精度的精密运动平台具有典型的模型不确定性和扰动不确定性,传统的PID控制方法比较难获得满意的性能,而鲁棒控制算法就是针对被控系统存在的不确定性和扰动来进行定量设计,可以解决系统的动态响应和稳定性问题。采用前馈控制可以提高系统的响应速度,并运用模糊控制算法对前馈控制器的速度前馈和加速度前馈的参数进行模糊细调,从而寻找最优的前馈控制参数,优化运动平台的定位精度。设计出一套应用在晶圆级倒装装备运动平台上的控

2、制算法,来提高半导体芯片的焊接质量。主要研究内容包括:1.通过调研晶圆级倒装装备及控制策略的国内外研究现状,分析晶圆级倒装装备的工作流程,然后针对直线运动平台定位精度对设备的稳定性和封装器件的一致性问题影响因素,深入研究晶圆级倒装装备中高速精密运动平台的控制策略,先采用PID控制器对被控对象进行调试,分析运动平台的运动性能,并提出解决其定位精度的方法;2.通过对电机、运动平台和被控系统进行机理建模,得到被控系统的理论模型。再通过实验建模的方式对被控系统进行正弦扫频,将正弦扫频过程中的输入输出数据进行傅里叶变换得到被控系统的幅频曲线和相频曲线,再通过系统辨识得到被控系统的标称数学模

3、型。3.根据被控系统的数学模型进行鲁棒控制器设计,先确定模型存在的不确定性,然后确定加权函数的选择方法,最后运用H∞控制混合灵敏度方法设计得出鲁棒控制器,并在MATLAB的Simulink模块进行仿真分析,验证鲁棒控制器的动态响应品质和抗干扰的稳定性。4.为确保直线电机运动平台实现高精度定位,并提高运动平台的动态响应速度,在控制系统里引入前馈控制器,并且采用模糊控制来细调前馈控制器的参数,从而保证直线电机运动平台在运动过程中始终保持良好的运动性能,提高运动平台的定位精度。