LED焊线机冲击力波动的优化控制方法研究

发布时间：2017-09-19 01:29

  本文关键词：LED焊线机冲击力波动的优化控制方法研究

  更多相关文章： 焊线机 冲击力波动 改进单纯形法 模糊PID控制 PMAC

【摘要】：LED焊线机冲击力的平稳性是保证焊线质量一致性的前提。焊线机劈刀在接触芯片电极时的冲击力波动过大会引起芯片焊盘裂纹、焊球过大等缺陷,严重影响焊线质量,因此焊头冲击力的波动范围需得以控制。本文开展焊线机焊线过程焊头位置/力切换过程优化研究,控制冲击力的波动范围。本文提出基于改进单纯形法的控制参数优化方法,提升焊线过程的位置精度；针对劈刀和焊盘接触过程中搜索速度、冲击力等波动问题,提出一种模糊PID控制方法,对切换时的速度控制环路进行控制,保证焊线机在高速运动条件下能实现焊头的稳定接触,减小冲击力波动范围。主要研究内容包括：1.调研LED焊线机及控制系统的国内外研究现状,针对焊线机高速运动过程焊头冲击力对焊接质量的影响,深入研究焊头控制系统及其冲击力影响因素；2.构建LED焊线机的音圈电机控制模型,进行焊线机的三环控制系统建模；提出基于改进单纯形法的控制参数优化方法,获得焊线机PID控制器的最优控制参数,并通过位置跟随误差实验和冲击力实验,验证该方法的有效性；3.针对焊线机高速运动过程的冲击力波动控制问题,提出一种模糊PID控制方法,对切换时的速度控制环路进行控制,实现冲击力波动范围的有效控制,通过与常规PID控制系统的仿真对比,验证该方法的有效性；4.利用PMAC卡的自定义算法开放功能,实现焊线机模糊PID控制算法程序的编写与调试,并开展位置跟随误差和冲击力波动的实验研究,验证该方法的有效性。
【关键词】：焊线机 冲击力波动 改进单纯形法 模糊PID控制 PMAC
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG409
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 焊线机研究现状14-15
• 1.2.2 控制算法研究现状15-16
• 1.2.3 焊线机力控制研究现状16-17
• 1.3 论文课题来源及研究内容17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第二章 LED焊线机控制系统建模19-29
• 2.1 LED焊线机焊线过程和控制原理的描述19-22
• 2.1.1 焊线机焊线过程19-21
• 2.1.2 焊线机控制原理21-22
• 2.2 LED焊线机控制系统建模22-28
• 2.2.1 音圈电机建模22-25
• 2.2.1.1 音圈电机的电压平衡方程22-23
• 2.2.1.2 音圈电机力平衡方程23
• 2.2.1.3 音圈电机的数学模型23-25
• 2.2.2 LED焊线机三环控制模型建模25-28
• 2.2.2.1 电流环控制模型建模25-26
• 2.2.2.2 速度环控制模型建模26-27
• 2.2.2.3 位置环控制模型建模27
• 2.2.2.4 三环模型建模27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 焊线过程控制参数优化及冲击力影响29-47
• 3.1 控制参数优化29-33
• 3.1.1 参数优化简介29-30
• 3.1.2 PID参数优化算法选择30-31
• 3.1.3 改进单纯形法寻优31-33
• 3.1.3.1 目标函数选定31
• 3.1.3.2 寻优步骤如下31-32
• 3.1.3.3 算法流程32-33
• 3.2 改进单纯形法的实现与结果分析33-35
• 3.2.1 仿真模型搭建33
• 3.2.2 改进单纯形法实现和实验结果分析33-35
• 3.3 参数优化对焊线机冲击力的影响分析35-45
• 3.3.1 冲击力实验平台搭建35-38
• 3.3.1.1 实验测量平台搭建35-37
• 3.3.1.2 实验设备介绍37-38
• 3.3.2 冲击力实验与影响分析38-41
• 3.3.3 冲击力实验结果分析41-45
• 3.4 本章小节45-47
• 第四章 焊线机切换之后的模糊PID控制与仿真47-60
• 4.1 智能控制算法47-49
• 4.1.1 智能控制算法简介47-48
• 4.1.2 智能控制算法选择48-49
• 4.2 模糊控制原理49-50
• 4.3 焊线过程位/力切换控制方法50-56
• 4.3.1 焊线过程位/力切换分析50
• 4.3.2 焊线过程位/力切换的PID控制50-52
• 4.3.3 焊线过程位/力切换的模糊PID控制52-56
• 4.3.3.1 模糊PID控制器的输入输出变量52-53
• 4.3.3.2 模糊PID控制器的隶属函数确定53-54
• 4.3.3.3 模糊PID控制器的控制规则表54-55
• 4.3.3.4 模糊推理与求解55-56
• 4.4 焊线过程切换控制的仿真分析56-58
• 4.4.1 仿真控制设计56-57
• 4.4.2 仿真过程57
• 4.4.3 仿真结果分析57-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第五章 基于模糊PID控制的冲击力实验研究60-79
• 5.1 模糊PID控制算法实现60-66
• 5.1.1 模糊变量隶属函数的设计和推理规则60-61
• 5.1.2 PID参数的模糊自整定解析结构61-62
• 5.1.3 模糊PID控制算法编写62-66
• 5.2 模糊PID控制算法调试66-69
• 5.3 冲击力实验和结果分析69-78
• 5.3.1 冲击力实验数据测量69-72
• 5.3.2 冲击力结果分析72-78
• 5.3.2.1 参数优化控制、常规PID控制和模糊PID控制结果分析比较72-75
• 5.3.2.2 模糊PID控制和参数优化下模糊PID控制结果分析比较75-78
• 5.4 本章小结78-79
• 结论与展望79-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士学位期间发表论文85-87
• 致谢87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 裘宝林;钼焊头在Reflow焊线机上的应用[J];水利电力机械;2000年03期

2 肖永山;赵振宇;周学才;;LED焊线设备研究[J];深圳信息职业技术学院学报;2012年01期

3 倪磊;唐胜;赵鹏飞;苏理彬;邹永生;廖帆;;储能式焊线机焊线质量影响因素分析[J];爆破器材;2013年03期

4 张志能;;基于固高GT400卡在焊线机的设计与实现[J];电子工业专用设备;2007年09期

5 李洪勇;柴建铭;;石横特钢65 t Consteel EBT EAF-LF-CC流程生产焊线钢H11Mn2SiA的工艺实践[J];特殊钢;2007年03期

6 徐明亮;;储能焊线机在雷管生产过程中影响产品质量的因素及解决方法[J];黑龙江科技信息;2011年28期

7 陈安贵;通用焊线脚自动冲模[J];模具通讯;1982年05期

8 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 张益昕;王顺;张旭苹;;基于嵌入式系统的全自动LED金丝球焊线机[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

2 王津生;叶德洪;高伟;陈泉;郭会会;;LQFP塑封电路第二焊线区分层影响因素分析[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 记者 谢吉恒;焊线后市弱势依旧[N];中国冶金报;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 姜英伟;半导体焊线工艺质量控制和改进的研究[D];天津大学;2006年

2 赵鑫;半导体陶瓷封装生产过程焊线工序改进[D];天津大学;2008年

3 吴杰;超声波铝线焊线机焊压系统的设计与研究[D];合肥工业大学;2005年

4 王林;平面LED焊线机整机结构设计及关键部件仿真分析[D];广东工业大学;2012年

5 袁潜;基于DSP的焊线机运动控制系统研究[D];合肥工业大学;2005年

6 邹云平;全自动食人鱼LED焊线机关键部分结构设计[D];广东工业大学;2012年

7 秦林杰;金丝球焊线机键合头的研究与开发[D];广东工业大学;2013年

8 吴炼;LED焊线机冲击力波动的优化控制方法研究[D];广东工业大学;2015年

，

本文编号：878686