基于有限状态机理论的MCS控制系统的设计与实现

发布时间：2018-12-14 15:23

【摘要】：总控及通讯分系统(MCS)作为浸没式光刻机中与浸没液体控制相关的三个子系统的上位机系统,是形成稳态流场,实现浸没式光刻的重要控制系统。三个被控子系统功能相互独立,系统运行工序复杂,系统之间耦合度低,控制差异大,加之浸没式光刻机控制系统的集成化和模块化程度要求越来越高。为了降低系统设计的复杂度和实现系统的控制时序设计,采用系统建模方法简化MCS控制系统设计具有现实意义。本文针对MCS控制系统设计过程中的两大问题,提出采用有限状态机实现控制系统状态化,利用正交法对系统状态进行分析,并设计系统状态转移机制实现系统控制时序设计,利用Stateflow仿真验证状态转移机制的合理性,最后搭建了MCS控制系统运行平台,通过系统集成运行和测试证明采用有限状态机方法能简化MCS控制系统设计的目的。具体工作如下：1、介绍课题研究背景,分析MCS控制系统设计过程中的两大问题,提出有限状态机理论的解决方法,阐述MCS控制系统设计的整体方案,并描述系统功能和设计需求。2、设计MCS控制系统的硬件方案,对各硬件模块进行选型分析并搭建MCS控制系统的硬件平台。3、设计了MCS控制系统的软件架构,利用正交法对系统状态进行分析。通过控制流程分析了解系统的时序控制过程,利用UML用例图和时序图分析系统的交互。采用有限状态机方法建立状态转移机制,最后采用Stateflow软件仿真分析所设计的状态转移机制的合理性。4、集成MCS控制系统的软硬件平台,测试系统功能,验证系统时序控制的有效性,并对采用有限状态机理论设计的时序控制模块和信号分析模块进行性能测试。
[Abstract]:As the host computer system of three subsystems related to submerged liquid control, (MCS) is an important control system for the formation of steady flow field and the realization of immersion lithography. The functions of the three controlled subsystems are independent of each other, the operation procedure of the system is complex, the coupling degree between the systems is low, and the control difference is great. In addition, the integration and modularization of the control system of the submerged lithography machine are more and more demanding. In order to reduce the complexity of the system design and realize the control timing design of the system, it is of practical significance to simplify the design of the MCS control system by using the system modeling method. Aiming at the two major problems in the design of MCS control system, this paper proposes a finite state machine (FSM) to realize the state of the control system. The orthogonal method is used to analyze the state of the system, and the system state transition mechanism is designed to design the control sequence of the system. The rationality of the state transition mechanism is verified by Stateflow simulation. Finally, the running platform of the MCS control system is built. It is proved by system integration and test that the design of the MCS control system can be simplified by using the finite state machine method. The specific work is as follows: 1. Introduce the research background, analyze the two problems in the design of MCS control system, put forward the solution of finite state machine theory, expound the overall scheme of MCS control system design. Secondly, the hardware scheme of MCS control system is designed, the hardware platform of each hardware module is selected and analyzed, and the hardware platform of MCS control system is built. 3. The software architecture of MCS control system is designed. The state of the system is analyzed by orthogonal method. The sequence control process of the system is understood by analyzing the control flow, and the interaction of the system is analyzed by using the UML use case diagram and the sequence diagram. The finite state machine method is used to establish the state transition mechanism. Finally, the rationality of the designed state transition mechanism is analyzed by using Stateflow software. Finally, the software and hardware platform of the MCS control system is integrated and the function of the system is tested. The validity of the timing control is verified, and the performance of the timing control module and the signal analysis module designed by the finite state machine theory are tested.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN305.7;TP273

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本文编号：2378862