NL2025771B1 - Hardware-in-loop simulation system and method for ultra-precision motion platform - Google Patents

Claims (8)

Conclusies

1. Hardware-in-loop-simulatiesysteem voor een ultraprecisie-bewegingsplatform, met het kenmerk, dat dit omvat: een bovenste computer die wordt gebruikt voor het bouwen van een simulatie- omgeving, het uitvoeren van modellerings- en simulatie-testen op een ultraprecisie- bewegingsplatform, het toepassen van een simulatieprogramma op een besturingsalgoritme- doelmachine of een modeldoelmachine, het online bijstellen van besturingsparameters van de besturingsalgoritme-doelmachine en het bewaken van toestandsparameters van de modeldoelmachine; waarbij de besturingsalgoritme-doelmachine wordt gebruikt voor het verschaffen van de simulatieomgeving voor het uitvoeren van ware-tijd-simulatieprogrammacodes voor de bovenste computer en het in ware tijd uitvoeren van het toegepaste simulatieprogramma; waarbij de modeldoelmachine wordt gebruikt voor het verschaffen van de simulatie- omgeving voor het uitvoeren van ware-tijd-simulatieprogrammacodes voor de bovenste computer of het verschaffen van ware-toestand-parameters van het ultraprecisie- bewegingsplatform.

2. Hardware-in-loop-simulatiesysteem en -werkwijze voor het ultraprecisie- bewegingsplatform volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een primaire FPGA-kaart is aangebracht in de besturingsalgoritme-doelmachine; een secundaire FPGA-kaart is aangebracht in de modeldoelmachine; en de primaire FPGA-kaart en de secundaire FPGA- kaart worden gebruikt voor het realiseren van kloksignaalsynchronisatie en het realiseren van signaaltransmissie tussen twee doelmachines door middel van optische-vezel-communicatie.

3. Hardware-in-loop-simulatiesysteem en -werkwijze voor het ultraprecisie- bewegingsplatform volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de primaire FPGA-kaart wordt gebruikt als een klokbron, sensorinformatiedata vanuit de secundaire FPGA-kaart in een voorgaande cyclus op elke ingestelde tijd naar de besturingseenheid-kernellaag zendt door middel van DMA, en tevens een besturingsinstructie in de voorgaande cyclus naar de secundaire FPGA-kaart zendt; na het ontvangen van de besturingsinstructie in de voorgaande cyclus vanuit de FPGA, wordt de besturingsinstructie naar de kernellaag van een bestuurd object gezonden door middel van DMA; nadat de berekening door de besturingseenheid is voltooid, wordt de besturingsinstructie die door de besturingseenheid is berekend opgeslagen in een zendcachegeheugen van de primaire FPGA door middel van DMA; en de modeldoelmachine slaat de sensorinformatiedata die zijn berekend door een bestuurd objectmodel op in een ontvangcachegeheugen van de primaire FPGA door middel van DMA, om het actuele 40 cycluswerk te beëindigen.

4, Hardware-in-loop-simulatiesysteem en -werkwijze voor het ultraprecisie- bewegingsplatform volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de modeldoelmachine wordt vervangen door een echt ultraprecisie-bewegingsplatform.

5. Hardware-in-loop-simulatiesysteem en -werkwijze voor het ultraprecisie- bewegingsplatform volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ultraprecisie- bewegingsplatform een lithografiemachine is.

6. Hardware-in-loop-simulatiewerkwijze voor een ultraprecisie-bewegingsplatform, met het kenmerk, dat deze de volgende stappen omvat: stap S1: het bouwen van een bestuurd objectmodel van het ultraprecisie- bewegingsplatform; stap S2: het bouwen van een besturingseenheid voor het bestuurde objectmodel van het ultraprecisie-bewegingsplatform; stap 3: het starten van een simulatietest en het bijstellen van besturingsparameters door middel van de bovenste computer; stap 4: het respectievelijk toepassen van de besturingseenheid en het bestuurde objectmodel op de besturingsalgoritme-doelmachine en de modeldoelmachine voor simulatie.

7. Hardware-in-loop-simulatiewerkwijze voor het ultraprecisie-bewegingsplatform volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het proces dat de primaire FPGA-kaart en de secundaire FPGA-kaart worden gebruikt voor het realiseren van kloksignaalsynchronisatie en het realiseren van signaaltransmissie tussen twee doelmachines door middel van optische-vezel- communicatie de volgende stappen omvat: 1) de primaire FPGA-kaart zendt de sensorinformatiedata van de modeldoelmachine in een ontvangdata-cachegeheugen naar de besturingseenheid en wacht, en zendt ook de besturingsinstructie in een zenddata-cachegeheugen naar de secundaire FPGA-kaart en wacht; 2) wanneer de primaire FPGA-kaart een berekeningsresultaat in de actuele cyclus vanuit de besturingseenheid ontvangt, wordt de besturingsinstructie opgeslagen in een zend- cachegeheugengebied om te wachten om deze in een volgende cyclus naar het bestuurde objectmodel te zenden; wanneer de sensorinformatiedata in de actuele cyclus vanuit de secundaire FPGA-kaart wordt ontvangen, wordt de sensorinformatiedata van het bestuurde objectmodel opgeslagen in het ontvangdata-cachegeheugen om te wachten om deze in een volgende cyclus naar de besturingseenheid te zenden; 3) nadat de secundaire FPGA-kaart een kloksynchronisatiesignaal ontvangt, zendt de secundaire FPGA-kaart de besturingsinstructie in het ontvangdata-cachegeheugen naar het bestuurde objectmodel en wacht, en zendt ook de sensorinformatiedata in het zenddata- 40 cachegeheugen naar de primaire FPGA-kaart en wacht;

4) wanneer de secundaire FPGA-kaart een berekeningsresultaat in de actuele cyclus vanuit het bestuurde objectmodel ontvangt, wordt de sensorinformatiedata opgeslagen in het zend-cachegeheugen om te wachten om deze in een volgende cyclus naar de primaire FPGA- kaart te zenden; na het ontvangen van de besturingsinstructie in de actuele cyclus vanuit de primaire FPGA-kaart wordt de besturingsinstructie opgeslagen in het ontvangdata- cachegeheugen om te wachten om een volgend klokvertreksignaal naar het bestuurde objectmodel te zenden.

8. Hardware-in-loop-simulatiewerkwijze voor het ultraprecisie-bewegingsplatform volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de besturingsalgoritme-doelmachine de volgende stappen uitvoert: de primaire FPGA-kaart verwerft secundaire FPGA-informatie door middel van optische vezels voor het verkrijgen van de sensorinformatiedata van het precisie-bewegingsplatform; verschillende besturingscycli worden ingevoerd door middel van Workingstep-waarden; verschillende bewegingsprocessen worden ingevoerd volgens parameterinstelling; de bewegingsprocessen omvatten: een fysieke-as-positie van het precisie- bewegingsplatform die wordt verworven door de optische vezels wordt omgezet naar een logische-as-coördinaat voor het verkrijgen van een actuele initiële houding; een verwachte baan wordt gepland volgens de parameters en de initiële houding, en het bewegingsplatform wordt bestuurd volgens de besturingseenheid, zodat het bewegingsplatform de verwachte baan volgt om te bewegen; de verkregen besturingsinstructie wordt omgezet vanuit de logische-as-coördinaat naar een fysieke-as-coördinaat; de omgezette besturingsinstructie wordt via de optische vezels naar de secundaire FPGA-kaart gezonden om de besturingscyclus te beëindigen.