为了得到某空间光学遥感器主反射镜合理的结构及支撑方式，检验新型光学材料SiC的光学性能，尤其是应用于空间光学系统的可行性，通过建立该空间光学遥感器主反射镜组件的虚拟样机，采用有限元仿真的方法，分析主反射镜在背部采取不同形式轻量化情况下的质量及质心位置。建立几种主反射镜的有限元模型，采用合理的MPC约束边界条件，用有限元方法分析主反射镜在加工、测试状态下自身重力作用对反射面面形精度的影响。经过仿真比较及轻量化优化设计，得到一种主反射镜及支撑的合理化结构，轻量化率达到75．6%，反射镜面RMS值为12．53nm，Pv值为54．52 nm。最后的分析结果表明：质量、刚度及反射镜面精度均满足工程要求。

谐波齿轮传动的主要失效形式是柔轮的疲劳断裂,谐波齿轮传动柔轮的强度问题一直是谐波齿轮设计者的一个课题.本文在分析现有的柔轮强度研究方法的基础上,提出了基于接触问题的有限元法,建立数值模型并进行分析,其分析结果与已有的分析结果相符.在此基础上, 结合理论分析改变柔轮的结构参数,采用基于接触边界的有限元分析法,得到一组使得柔轮质量轻、强度高的结构参数.

为满足胶片型空间相机对地摄影的需要,设计了焦面帘幕式快门,利用快门前、后2层帘布在运动过程中形成的狭缝使胶片曝光.论述了应用于大口径胶片型空间相机的焦面帘幕式快门的基本原理、结构设计、各组成部分的功能及应用.通过实验验证了研制的焦面帘幕式快门运动平稳、可靠,具有大于5×104次的寿命,曝光时间调节范围大(1/30～1/1 500 s)且无级连续可调,曝光量误差小于10%,满足总体要求的技术指标.

针对微电子行业IC芯片制造设备如光刻机的快速步进、精密定位需求,研制出一种新型磁悬浮微进给机构,实现了运动部件与运行导轨之间的无接触支撑,消除了摩擦与磨损,克服了摩擦产生的金属粉尘污染问题.通过PID特性分析并利用PMAC运动控制器设计了一套完整的控制系统,详细阐明了整个控制系统的结构与工作原理,通过试验曲线比较说明了该控制系统的准确性,更进一步的说明了磁悬浮微进给机构的合理性.

利用磁悬浮技术将工作台悬浮在导轨上,消除了摩擦和磨损,采用直线电机无接触驱动实现了工作台的精密定位.针对微电子行业IC芯片制造设备如光刻机的磁悬浮精密定位工作台进行了CAD结构设计,有限元电磁场分析,在采用有限元软件Ansys进行磁悬浮系统电磁场分析的基础上,将磁力计算结果调入CAE软件MSC PATRAN/NASTRAN中,磁力计算与结构力学综合分析计算,合理地评价了磁悬浮移动平台的性能.进行了磁悬浮工作台的模态测试,模态测试结果与有限元分析结果相符合,证明了文中的建模方法及分析计算结果是正确的.通过有限元分析与模态测试,找出了薄弱环节,对结构进行了改进.

为了解决Kalman滤波算法跟踪精度低,计算量大的问题,提出了光电跟踪目标的贯序滤波算法.该算法将Kal-man滤波原理拓展到对测量矢量按照俯仰、方位、距离的顺序逐个进行滤波处理.并将前一个测量分量滤波的状态估值,作为下一个测量分量滤波处理的状态初始值.采用贯序滤波算法可以避免计算残差协方差矩阵的逆运算,大大降低Kalman滤波器的计算量,同时,按照特定的顺序进行测量更新,可以减小测量值非线性的影响,提高跟踪精度.仿真结果表明贯序滤波算法可以改善跟踪精度,提高计算效率.

分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力.这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向.针对磁悬浮平台进给机构设计了直线同步电机的结构,并对直线电机产生的磁力进行分析计算.直线驱动技术在磁悬浮平台进给机构中的应用使进给系统具有响应?焖佟⒏斩雀咭约岸ㄎ痪返奶氐?能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要.

利用磁悬浮技术将铁磁性平台悬浮在磁场中,通过线性电机无接触驱动,结合控制技术实现平台的快速精密定位.合理的设计将悬浮力和导向力两个磁悬浮系统合二为一,即结构简单,控制容易又能获得精确的导向精度.选用线性同步电机,避免了感应电机磁场感应所产生的法向力对平台的振动作用,有利于悬浮系统的控制.悬浮系统无接触,无摩擦,克服了磨损、金属粉尘及油脂污染等问题;无接触线性驱动减少了机械联结件,消除了联结间隙,减轻了重量,能有效提高动态响应频率和定位精度;这些使定位平台能够满足现代信息产业对超洁净制作环境和高精度、高效率的要求.

全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域技术于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y工作台和焊头的三维运动控制,定位并拉出设定的金丝线型,采用超声波热压球焊方法焊接芯片管脚.技术路线是应用光机电一体化技术和采用CAD/CAE技术手段进行研制与开发.超声球焊和高速高精度运动定位技术是关键技术.为使球焊机达到高速高精度焊接的要求,应用CAD/CAE技术对球焊机关键部件X-Y工作台及焊头进行CAD建模的概念设计、有限元力学分析和结构优化设计.