高精度定位平台热误差及刚度建模方法研究

发布时间：2017-04-25 10:03

  本文关键词：高精度定位平台热误差及刚度建模方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，高精度定位平台被广泛应用于半导体制造、MEMS、生物芯片、生物医学等领域，随着精密加工技术的迅速发展，对精密定位技术有了更高的要求。温度和振动是影响定位平台定位精度的主要因素，为进一步提高定位平台的精度，，减小或消除热误差及定位平台的振动已经引起各国研究者的广泛关注。本课题在研究了国内外学者对建立热误差及刚度模型的基础上，对高精度定位平台的热误差模型及刚度模型的建立进行了研究。具体包括以下研究内容： 基于热学基本定律，确定了定位平台的主要热源及传热方式，采用有限元仿真方法对定位平台进行热及刚度分析，确定定位平台在受热条件下的热变形及刚度分布情况。为确保热误差模型的准确性，温度测点的优化选择很重要，利用灰色关联度的理论，求解出定位平台表面上温度变化与位移变化关联度较大的点作为温度测点。 针对高精度定位平台热误差建模问题，将关键温度测点的温度值作为建模的输入值，分别采用多元线性回归建模法、BP神经网络建模法及RBF神经网络建模法，建立平台的热误差模型，通过比较模型拟合的精确度最终确定适用于本文定位平台的建模方法。 为了求解平台刚度随温度的变化规律，为平台的振动分析提供理论基础，提出了一种建立平台刚度模型的方法。采用有限元对定位平台进行刚度分析，求出定位平台在不同温度下的刚度值，利用BP神经网络方法建立刚度随温度变化的模型。
【关键词】：定位平台 热误差建模 刚度建模 有限元
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH113.1
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外发展现状10-14
• 1.2.1 国内发展现状10-12
• 1.2.2 国外发展现状12-14
• 1.3 研究方法概述14-15
• 1.4 平台热误差及刚度模型建立关键技术问题15-16
• 1.5 本文的主要研究内容16-17
• 第二章 基于有限元法定位平台热分析17-38
• 2.1 引言17
• 2.2 定位平台总体结构17-19
• 2.3 定位平台热学特性19-25
• 2.3.1 定位平台传热基本原理19-22
• 2.3.2 定位平台热源分析22-24
• 2.3.3 定位平台的热特性分析24-25
• 2.4 定位平台热分析25-30
• 2.4.1 单元选择及网格划分25-26
• 2.4.2 边界条件和初始条件26
• 2.4.3 定位平台热分析26-30
• 2.5 定位平台热-结构耦合分析30-32
• 2.6 定位平台刚度分析32-37
• 2.6.1 定位平台刚度简介32-33
• 2.6.2 定位平台整体及局部刚度求解33-37
• 2.7 本章小结37-38
• 第三章 基于灰色系统理论的温度测点优化38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 平台温度测点优化选择策略38-40
• 3.3 灰色关联度在温度测点优化选择中的应用40-50
• 3.3.1 灰色关联度基本概念40-42
• 3.3.2 灰色关联度的应用求解42-48
• 3.3.3 定位平台温度测点的综合优化48-50
• 3.4 确定平台温度测点50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 定位平台热误差及刚度模型的建立52-70
• 4.1 引言52
• 4.2 定位平台热误差及刚度建模方法研究52-57
• 4.2.1 多元线性回归方法研究52-53
• 4.2.2 BP 神经网络建模方法研究53-55
• 4.2.3 RBF 神经网络建模方法研究55-57
• 4.3 定位平台热误差建模57-66
• 4.3.1 多元线性回归热误差建模58-61
• 4.3.2 BP 神经网络热误差建模61-64
• 4.3.3 RBF 神经网络热误差建模64-66
• 4.3.4 定位平台热误差模型的确定66
• 4.4 高精度定位平台刚度建模66-69
• 4.4.1 定位平台整体刚度建模67
• 4.4.2 定位平台局部刚度建模67-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 结论与展望70-71
• 结论70
• 展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间科研成果75-76
• 致谢76-77

【参考文献】

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本文编号：326086