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精密气浮工件台具有定位精度高,运动平稳,响应快等许多优点,已经广泛应用于IC制造装备中。工件台的动态性能直接决定了IC装备的工作性能。随着计算机仿真技术的快速发展,仿真技术已经成为精密气浮工件台系统的重要分析和设计手段之一,然而精密气浮工件台是涉及机、电、液、磁、控、热等多个学科的复杂系统,工件台系统的工作性能受多方面因素的影响。现有的仿真软件对多学科统一建模,在统一平台下完成系统仿真分析支持有限。针对这一问题,本文基于多领域统一建模技术和多学科设计优化技术,对气浮工件台系统的建模仿真和参数优化技术进行了研究。 建立了工件台三维几何模型,实现了从几何模型中自动导出尺寸,质量,转动惯量等信息至刚体模型中的功能。建立工件台等效多刚体模型,基于动力学分析软件Adams详细分析了工件台系统的振动特性。分析了气浮轴承的工作原理及其结构形式,基于Modelica语言建立了气浮轴承模型,在Mworks平台上进行了仿真实验。基于多学科设计优化软件 ModelCenter建立了精密气浮工件台的系统模型,在不同工况下对工件台系统的动态特性进行了数值仿真分析,得到了工件台系统的运动偏转误差曲线和气膜的垂向振动曲线,对仿真结果进行了比较分析,从理论上为工件台系统的设计提供了参考价值。 利用集成式的协同设计优化平台ModelCenter建立了精密气浮工件台的多学科设计优化模型。实现了精密气浮工件台基于气浮轴承分布位置的优化设计,通过优化提高了系统的响应性和稳定性。