圆筒型永磁直线同步电机用线性霍尔位置检测的误差补偿

分析了圆筒型永磁直线同步电机采用线性霍尔传感器进行位置检测时存在的误差,并提出了一种离线标定和在线Kalman滤波相结合的误差补偿方法。霍尔传感器信号的误差形式包括存在直流偏置、两路信号幅值不相等和信号中含有谐波等。前两种误差形式分别会在位置检测结果中产生基频和2倍基频误差,对此通过离线标定的方式获得两路信号的直流偏置和幅值比,并补偿到原始信号中。霍尔信号中的谐波由气隙磁场畸变引起,利用有限元仿真分析了磁场中的谐波含量,分析表明磁场畸变会导致位置检测产生4倍基频误差,对此采用在线Kalman滤波提取霍尔信号中的基波分量,消除了谐波分量的影响。实验结果表明,补偿后的位置检测误差减小了81%,从而验证了该补偿方法的有效性。     

化学机械抛光工艺中的硅片背压力控制与优化

化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）技术是最有效的晶圆全局平坦化技术,抛光头是CMP设备中最核心的部件之一,新一代抛光头的设计主要采用区域压力控制技术。硅片抛光质量不仅取决于抛光液,还取决于对硅片抛光压力的精确控制。在CMP抛光工艺过程中各腔室的压力设定值通常并非一致,而且由于柔性弹性隔膜的存在各腔室之间相互耦合。由于耦合现象的存在使得多区腔室压力控制变得复杂化,针对这一耦合现象本文提出了一种用于多区解耦的控制方法,并基于该方法对多腔室进行了系统辨识以及控制参数整定,最后进行了多腔室同时加压实验,实验结果表明该解耦控制方法的可行性以及正确性。     

多叶光栅叶片端面形状优化设计

为提高放射治疗剂量的精度,减少因半影导致的剂量误差,引入切割线理论建立了半影解析表达模型。提出了以最大射野范围内半影宽度均值为优化目标,针对圆心偏置的圆弧类端面进行优化设计的方法,并将优化方法应用于中心叶片和离轴叶片的优化设计。结果表明：相比较最大圆弧相交半径法得到的端面形状,采用该算法优化后的叶片半影宽度均值减小了1.6%。     

基于NiosⅡ和FPGA的数字运动控制系统研制

目前国内较先进的数字运动控制系统采用MCU+CPLD的结构,存在电路复杂、成本高及高速运动控制时无法满足精度要求的缺点.在FPGA内部开发以NiosⅡ为核心的数字运动控制系统,采用软件实现速度控制及粗插补算法,利用硬件实现PCI控制器、I/O处理及精插补算法,软硬件协同完成高精度、高速运动控制,该系统体积小、实时性强,在高速加工时,能够稳定实现较高精度要求.     

并联机床后置处理器的开发及实验研究

以六自由度6-TPS型并联机床为模型，阐述了机床控制数据的生成原理和流程；以此为基础，规划了后置处理器的功能和整体结构。对若干关键技术进行了研究和探讨，包括基于参数化二进制格式的内部数据传输，基于刀轴矢量的笛卡儿空间粗插补算法，三维和二维刀具半径补偿，刀位文件的预处理以及加工代码的词法和语法检查等。最后介绍了利用本系统进行的切削实验，验证了系统的工程实用性。     

数控螺纹车削的单步插补控制法

分析了运动控制芯片MCX34的控制原理及单步插补实现过程，提出了基于运动控制芯片MCX314实现螺纹切削的单步插补控制法，从而实现快速，高效的螺纹加工。该方法控制过程简单 ，同步实现锥螺纹，控制精度高（0.001mm），响应快（≤1.6MHz)，脉冲确保不丢失，解决了数控螺纹车削存在的一系列关键问题。     

手轮脉冲驱动均匀化控制

本文分析了数控系统手轮驱动存在的问题，提出了全新的手脉冲驱动均匀化控制法，这种方法基于运动控制芯片MCX314的“固定脉冲驱动过程中脉冲数可改变”这一性能来实现，在手轮大倍率快速放心转时驱动脉冲序列保持均匀高速输出，脉冲不会丢失，实现加减速控制和驱动速度控制，克服步进电机失步问题，解决了目前手轮驱动存在的一系列关键问题。     

基于小波奇异性的电主轴振动信号处理

将小波奇异性理论运用到高速电主轴振动信号处理中,分析了如何进行小波奇异性信号重构的方法,提出了电主轴振动信号奇异性检测算法。构建了电主轴信号测试与处理系统。根据小波变换后信号与噪声在各尺度空间呈现的不同特性,对小波逆变换信号重构,提取了高速电主轴振动信号特征。仿真实验表明,利用小波奇异性对电主轴振动信号进行处理,能够去除噪声对加工过程监控系统的影响,同时还可以对机械故障信号进行预测,达到了提高电主轴使用寿命的目的。     

数控系统编程模型研究

为了实现数控系统互操作和跨平台集成,研究了基于Web服务的数控系统编程模型,分析了数控功能、数控网络编程技术和数控系统的Web服务实现等核心问题,构造了XML Sechema数控功能模型,提出了一种新的基于XML Web服务的数控系统编程模型,构建了包括服务请求层、服务提供层和服务监控层的该模型的系统体系,对每层的功能以及软件架构进行了研究,实现了数控系统应用层和设备层的Web服务开发.实验系统验证表明,基于Web服务的数控系统编程模型解决了数控系统的互操作性,支持互联网上异构系统的跨平台、跨地域无缝集成.     

两相无槽圆筒型永磁同步直线电机电感计算与分析

在电机行程范围内,两相无槽圆筒型永磁同步直线电机的电感会受到电机绕组断开与耦合长度变化的影响,使其变化复杂,无传感控制算法难以实现.因此,需要对该电机电感进行精确的建模.该文基于轴向磁动势函数与轴向比磁导函数分别推导得到该电机在全耦合状态下和全行程范围内电感解析模型.在此基础上,利用有限元数值计算法对电感模型进行参数计算与验证分析,并总结电机全耦合状态下电感的特征,给出耦合长度变化对于电感直流分量与2次谐波幅值的影响规律.最后,对比了样机电感的实验测量值与模型计算值.结果表明,两者之间误差仅为0.04mH,证明了电感模型的正确性.