【摘 要】
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随着微电子生产制造领域的不断发展,环境微振动的测量及控制成为影响其加工准确性和测量准确度的关键性因素。本文依据国内外环境微振动测量标准,对微振动信号处理算法进行研究,设计了微振动测量系统,实现了对环境微振动实时、高精度测量分析,并进行了现场测量实验。本文主要研究内容包括:设计了环境微振动测量系统。在以FPGA+ARM为硬件架构的底层逻辑控制模块的基础上,实现了多通道数据并行采集控制、数据预处理、数
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随着微电子生产制造领域的不断发展,环境微振动的测量及控制成为影响其加工准确性和测量准确度的关键性因素。本文依据国内外环境微振动测量标准,对微振动信号处理算法进行研究,设计了微振动测量系统,实现了对环境微振动实时、高精度测量分析,并进行了现场测量实验。本文主要研究内容包括:设计了环境微振动测量系统。在以FPGA+ARM为硬件架构的底层逻辑控制模块的基础上,实现了多通道数据并行采集控制、数据预处理、数字信号传输功能。设计并实现微振动综合测量分析软件,该软件采用高速以太网通讯作为数据传输方式,保证了振动数据传输的实时高效;算法模块采用多种数字信号分析方法,实现了振动信号积分重建、实时倍频程分析、微振动等级准确评定、微振动数据触发式存储等功能,最终达到对环境微振动进行实时、高精度测量分析的效果。对振动信号积分重建算法和倍频程计算方法进行研究。提出了一种“广义低频衰减积分算法”,实现了在抑制低频趋势项误差的同时,有效保留目标频率附近的低频有效信息;并为该算法设计了自动调参环节,解决了参数选择的主观性问题。提出了一种“基于分段频谱细化的倍频程频域计算方法”,解决了低频部分倍频程计算结果准确度不高的问题,实现了微振动等级的准确评定。利用振动仿真算例对本文所提出的算法进行了仿真验证与误差评价,结果表明本文提出的算法满足振动信号分析要求,相对误差均在10%以下。研制了微振动测量系统,对多个地区的电子工业厂房进行现场测量实验,包括对比测量实验和长时间测量实验,对测量系统测量准确性和稳定性进行了综合评价分析。现场测量实验结果表明,该测量系统可以对环境微振动进行实时、稳定测量,具有较高的测量准确度,对微振动评价等级的识别准确率可达98.8%。
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