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激光软钎焊温度闭环控制算法设计与开发
文章来源:www.biyezuopin.cc   发布者:毕业设计网站   发布时间:2018-11-11 11:47:59   阅读:100

激光软钎焊温度闭环控制算法设计与开发

一、 题目来源及原始数据资料:

本毕业设计题目来源于广州大学的科研项目《激光回流焊建模与控制设计》。掌握常用温度控制方法的原理,以文章《A Novel Thermodynamic Model and Temperature Control Method of Laser Soldering Systems》中的温度模型为主进行自适应反馈控制方法和神经网络等智能控制方法的研究,在此基础上结合数据库和智能算法进行自适应反馈控制律的设计,在Matlab平台上实现钎焊温度控制过程的仿真,对设计的控制方法进行验证。

 

二、毕业设计要求:

      目前的激光恒温钎焊系统是利用温度反馈控制焊点温度恒定,以保障钎焊质量的稳定。但是使用中的温度反馈系统,存在以下几个问题:

1. 探测点范围不精确,导致探头显示温度与实际焊盘温度差异太大;

2. 不同种类与大小的焊接件,采用同一种温度检测模式,检测结果也不准确;

3. 因为反馈温度不准确,导致反馈控制控制效果不好,直接导致焊接质量不稳定,成品率低;

4. 因为缺乏各种焊盘和钎料在激光作用下的热过程模型,而反馈控制不稳定,导致不能判断工况或者工件是否异常从而中断该工件的焊接,只能焊接全部完成后人工判断焊接是否正常,导致整个异常工件的后续焊接工件质量都不合格。

      毕业设计要求在已获得不同工况工艺参数数据库的基础上,对反馈系统的控制方法进行设计,最终实现自适应反馈控制,提高钎焊温度控制的鲁棒性,可以适应多种材料及扰动。主要工作内容包括:

1、阅读激光软钎焊温度控制的相关文献,包括不少于15篇外文文献,并撰写相应的文献综述;

2、结合数据库和智能算法,设计自适应反馈控制律;

3、在matlab平台上对设计的控制方法进行验证,并加以改进。

4、最终提交:

1)不少于1500字的程序设计说明书;

2)完整的闭环自适应控制算法仿真程序。

 

三、课题主要内容:

目前的激光恒温钎焊系统是利用温度反馈控制焊点温度恒定,以保障钎焊质量的稳定。

但是使用中的温度反馈系统,存在以下几个问题:

1. 探测点范围不精确,导致探头显示温度与实际焊盘温度差异太大;

2. 不同种类与大小的焊接件,采用同一种温度检测模式,检测结果也不准确;

3. 因为反馈温度不准确,导致反馈控制控制效果不好,直接导致焊接质量不稳定,成品率低;

4. 因为缺乏各种焊盘和钎料在激光作用下的热过程模型,而反馈控制不稳定,导致不能判断工况或者工件是否异常从而中断该工件的焊接,只能焊接全部完成后人工判断焊接是否正常,导致整个异常工件的后续焊接工件质量都不合格。

本课题在已获得不同工况工艺参数数据库的基础上,对反馈系统的控制方法进行设计,最终实现自适应反馈控制,提高钎焊温度控制的鲁棒性,可以适应多种材料及扰动。

 

四、主要参考文献

[1]Chen Z, He C, Zheng Y, et al. A Novel Thermodynamic Model and Temperature Control Method of Laser Soldering Systems[J]. Mathematical Problems in Engineering,2015,(2015-10-12), 2015, 2015(15).

[2]Zhalefar P, Dadoo A, Nazerian M, et al. Study on Effects of Solder Fluxes on Catastrophic Mirror Damages During Laser Diode Packaging[J]. IEEE Transactions on Components Packaging & Manufacturing Technology, 2013, 3(1):46-51.

[3]Naveed S M. Diode laser soldering: a lumped parameter mathematical model and comparison of different optical soldering technologies[C]// High-Power Diode Laser Technology and Applications. High-Power Diode Laser Technology and Applications, 2003:142-157.

[4]Chaminade C, Fogarassy E, Boisselier D. Diode laser soldering using a lead-free filler material for electronic packaging structures[J]. Applied Surface Science, 2006, 252(13):4406-4410.

[5]Tian Y, Wang C, Liu D. Thermomechanical behaviour of PBGA package during laser and hot air reflow soldering[J]. Modelling & Simulation in Materials Science & Engineering, 2002, 12(2):235.

[6]Monte F D, Beck J V, Amos D E. A heat-flux based “building block” approach for solving heat conduction problems[J]. International Journal of Heat & Mass Transfer, 2011, 54(13–14):2789-2800.

[7]黄韬. 半导体激光器焊点温度监控系统的设计[D]. 华中科技大学, 2012.

[8]易先军, 周敏, 刘健,等. 激光钎焊温度控制系统设计[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2016(9):82-84.

 

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