全文摘要
本发明属于质量测量技术领域，并具体公开了一种质量测量方法及系统。包括如下步骤：S1采用控制器和两个及以上的主动减振器支撑待测负载S2执行器出力对负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值S3判断负载是否只有垂直方向运动S4在负载上放置标准质量块，执行器出力对放置标准质量块后的负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值S5判断放置标准质量块后的负载是否只有垂直方向运动S6传感器测量的数据进行处理，获得负载的质量。本发明还公开了质量测量系统。本发明的测量方法，以精密减震器作为激励源，借助于放置标准质量块来确定其负载总质量，仅使用系统自身的资源，对设备影响小，测量迅速、快捷，精度高。
主设计要求
1.一种质量测量方法，采用质量测量系统实现，该质量测量系统包括控制器和两个以上的主动减振器，每个所述主动减振器配合有执行器及传感器，所述主动减振器用于支撑负载，并在各主动减振器处形成支撑点，其特征在于，包括如下步骤：S1启动质量测量系统，执行器出力对负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值；S2判断负载是否只有垂直方向运动，若否，则转入步骤S1，调整执行器出力，继续对负载进行激励；若是，则转入步骤S3；S3在负载上放置标准质量块，执行器出力对放置标准质量块后的负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值；S4判断放置标准质量块后的负载是否只有垂直方向运动，若否，则转入步骤S3，调整执行器出力，继续对放置标准质量块后的负载进行激励；若是，则转入步骤S5；S5对放置标准质量块前后，通过对所述传感器测得的响应幅值与对应执行器的出力之比的数据进行处理，获得负载的质量。
设计方案
1.一种质量测量方法，采用质量测量系统实现，该质量测量系统包括控制器和两个以上的主动减振器，每个所述主动减振器配合有执行器及传感器，所述主动减振器用于支撑负载，并在各主动减振器处形成支撑点，其特征在于，包括如下步骤：
S1启动质量测量系统，执行器出力对负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值；
S2判断负载是否只有垂直方向运动，若否，则转入步骤S1，调整执行器出力，继续对负载进行激励；若是，则转入步骤S3；
S3在负载上放置标准质量块，执行器出力对放置标准质量块后的负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值；
S4判断放置标准质量块后的负载是否只有垂直方向运动，若否，则转入步骤S3，调整执行器出力，继续对放置标准质量块后的负载进行激励；若是，则转入步骤S5；
S5对放置标准质量块前后，通过对所述传感器测得的响应幅值与对应执行器的出力之比的数据进行处理，获得负载的质量。
2.根据权利要求1所述的一种质量测量方法，其特征在于，步骤S2或S4中，判断负载是否只有垂直方向运动，没有转动，具体包括如下步骤：
S21所述控制器控制其中一个执行器的激励幅值正弦出力不变，其他各执行器与所述其中一个执行器以同相位、同频率ω、不同激励幅值正弦出力，以对所述负载进行持续激励；
S22所述传感器持续采集所述主动减振器的响应信号；
S23对所述响应信号进行处理，提取各所述主动减振器在频率ω处的响应幅值；
S24计算不同所述主动减振器响应幅值的差值，若差值小于阈值，则重新调整其他各执行器的激励幅值，若差值大于阈值，则重新调整其他各执行器的激励幅值；若差值等于阈值，则停止迭代。
3.根据权利要求1或2所述的一种质量测量方法，其特征在于，步骤S5包括如下步骤：
S51确定放置标准质量块前各所述主动减振器的响应幅值比和对应执行器的出力之比；
S52确定放置标准质量块后各所述主动减振器的响应幅值比和对应执行器的出力之比；
S53根据放置标准质量块前后，传感器测得的响应幅值与对应执行器的出力之比获取各支撑点处的等效质量，进而获取所述负载的质量，其中，
对于两点支撑，负载的总质量为：
设计说明书
技术领域
本发明属于质量测量技术领域，更具体地，涉及一种基于主动减振器的质量测量方法及系统。
背景技术
随着科技的发展，以光刻机、扫描电镜等为代表的超精密设备的应用越来越广泛，其制造和测量的精度也越来越接近物理极限。在微\/纳米加工或测量的过程中，环境振动成为了制约其精度的瓶颈问题。光刻机、扫描电镜等精密加工装备、设备不仅需要放置在精密主动减振器上进行工作，必要时，也需要精密主动减振器为其提供激励源，方便检测设备故障，分析动力学特性等。
但是现有技术中，由于精密设备的安装不可移动性，密闭性，结构的复杂性等因素的影响，其质量的测量无法通过常规方法(如直接称重等)来进行。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种质量测量方法及系统，以精密减振器作为激励源，借助于放置标准质量块来确定其负载总质量，并且仅使用系统自身的资源，对设备影响小，测量迅速、快捷，精度较高。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种质量测量方法，采用质量测量系统实现，该质量测量系统包括控制器和两个以上的主动减振器，每个所述主动减振器配合有执行器及传感器，所述主动减振器用于支撑负载，并在各主动减振器处形成支撑点，其特征在于，包括如下步骤：
S1启动质量测量系统，执行器出力对负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值；
S2判断负载是否只有垂直方向运动，若否，则转入步骤S1，调整执行器出力，继续对负载进行激励；若是，则转入步骤S3；
S3在负载上放置标准质量块，执行器出力对放置标准质量块后的负载进行激励，传感器测量各执行器的响应幅值；
S4判断放置标准质量块后的负载是否只有垂直方向运动，若否，则转入步骤S3，调整执行器出力，继续对放置标准质量块后的负载进行激励；若是，则转入步骤S5；
S5对放置标准质量块前后，通过对所述传感器测得的响应幅值与对应执行器的出力之比的数据进行处理，获得负载的质量。
进一步的，步骤S2或S4中，判断负载是否只有垂直方向运动，没有转动，具体包括如下步骤：
S21所述控制器控制其中一个执行器的激励幅值正弦出力不变，其他各执行器与所述其中一个执行器以同相位、同频率ω、不同激励幅值正弦出力，以对所述负载进行持续激励；
S22所述传感器持续采集所述主动减振器的响应信号；
S23对所述响应信号进行处理，提取各所述主动减振器在频率ω处的响应幅值；
S24计算不同所述主动减振器响应幅值的差值，若差值小于阈值，则重新调整其他各执行器的激励幅值，若差值大于阈值，则重新调整其他各执行器的激励幅值；若差值等于阈值，则停止迭代。
进一步的，步骤S5包括如下步骤：
S51确定放置标准质量块前各所述主动减振器的响应幅值比和对应执行器的出力之比；
S52确定放置标准质量块后各所述主动减振器的响应幅值比和对应执行器的出力之比；
S53根据放置标准质量块前后，传感器测得的响应幅值与对应执行器的出力之比获取各支撑点处的等效质量，进而获取所述负载的质量，其中，
对于两点支撑，负载的总质量为：
其中，Xi<\/sub>、Xi<\/sub>'为放置标准质量块前和放置标准质量块后，各支撑点处对应的传感器响应幅值与执行器出力之比，m为标准质量块的质量；
对于三点支撑，负载的总质量为：
其中，α，β为相邻支撑点处等效质量的比值，为常数；A1<\/sub>、A2<\/sub>、A3<\/sub>为放置标准质量块前和放置标准质量块后各支撑点处对应的传感器测得的响应幅值与执行器出力比值；m为标准质量块的质量。
进一步的，步骤S24中，所述其他各执行器的激励幅值根据所述主动减振器到负载的振动速度响应传递函数调整。
进一步的，所述振动速度响应传递函数为：
式中：X1<\/sub>为主动减振器I1<\/sub>位移的拉式变换；
F1<\/sub>为主动减振器I1<\/sub>电机力的拉式变换；
m1<\/sub>为主动减振器承载的等效质量；
k、s、c分别为系统刚度、应变、系统阻尼。
进一步的，所述质量测量系统中，频率设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910068237.6
申请日:2019-01-24
公开号:CN109883521A
公开日:2019-06-14
国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN109883521B
授权时间:20191213
主分类号:G01G9/00
专利分类号:G01G9/00
范畴分类:31H;
申请人:华中科技大学
第一申请人:华中科技大学
申请人地址:430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
发明人:李小清;陈鹏;赵玉坤;陈学东
第一发明人:李小清
当前权利人:华中科技大学
代理人:曹葆青;李智
代理机构:42201
代理机构编号:华中科技大学专利中心
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计