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基于改进蜂群PID算法的高速摆臂机构抑振研究

2021-08-10刘广杰张宇龙叶乐志

电子工业专用设备 2021年4期

郝 靖,刘广杰,张宇龙,叶乐志

(1.北京中电科电子装备有限公司,北京100176;2.中国电子科技集团公司第四十五研究所,北京100176;3.北京工业大学材料与制造学部,北京100124)

随着集成电路封装技术的不断发展,芯片I/O密度越来越高,引线间距越来越小,生产效率的提高对IC封装设备的响应能力、定位精度、加速度等伺服性能提出了极高的要求[1],在IC封装设备中,高速摆臂机构的传动装置具有一定弹性,易引起机械谐振[2],从而影响IC封装设备的定位精度和效率,甚至会导致芯片键合失败。因此研究IC封装机构高速运行过程中的谐振抑制具有重要意义。

针对IC封装设备伺服系统抑振的研究,文献[3]提出在控制系统中增加加速度控制环可以减少机械谐振。由于对输入信号响应较慢,极大地限制了控制装置的性能。文献[4]、[5]通过设计陷波滤波器进行谐振抑制,对于负载惯量不变的,通过调整陷波器的参数能够达到很好的效果,对于负载惯量变化的,无法精确控制谐振抑制,需要重新调节陷波器的参数,以消除新的机械谐振。文献[6]通过借助观测器对负载速度进行估计的方法,达到振动抑制的目的。而此类方案受限于观测器的准确性与实时性,无法大面积普及。基于以上原因本文提出一种基于交叉全局人工蜂群PID算法对IC封装设备中的高速摆臂机构进行谐振控制,能够快速实时的调整PID参数值来控制伺服系统,它以误差绝对值和控制输入平方项的时间积分作为优化目标,经过迭代寻优计算得到系统最优解,从而达到对负载末端机械谐振的抑制。……

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