高频往复运行轻质结构在芯片制造和封装领域应用极其广泛,这类结构在高频运动下因多维运行惯性冲击而呈现柔性特性,各部件之间的相对运动导致结构变成时变系统,系统在这些不确定因素共同作用下产生复杂的响应,直接影响终端的芯片定位精度。同时,为了减小运行惯性冲击,这类机构通常进行了拓扑优化分析和轻量化的设计,常规振动传感器不仅在高频运行下难以安装,而且其附加质量的引入改变了被测结构的特性,使得测试结果不准确。目前,没有一种有效的测试方法能够准确获取高频往复运行下轻质结构的振动响应,进而无法通过动力学特性研究这类结构的振动抑制方法。由于国外对芯片分拣的研究较早,形成了完整的产业链,实现对关键设备、技术的行业垄断,中国的芯片产业分拣等关键设备大多依赖进口,研发出具有自主知识产权的芯片分拣设备,打破技术垄断,对于推动我国芯片产业的发展有重要的作用。本文选取LED芯片高速分选机作为高频运行轻质结构的代表,围绕分选机敏感部件的识别、工作模态参数的辨识、旋转轴轴心运动轨迹的获得、分拣臂末端定位振动的抑制以及面向芯片的分拣测试方面进行实验研究。本文的主要研究包含以下几个方面:本文采用基于遗传规划的符号回归方法识别机械结构系统的薄弱组件,在五自由度弹簧-阻尼系统中进行了仿真验证,并将该方法用于识别高频运行的分拣臂系统,准确的识别出系统的薄弱组件,量化了分拣臂系统的薄弱特性,进而后续的研究更加有针对性。现有的模态识别方法无法准确辨识轻质结构在高频运行下的动力学特性参数,本文将工作模态分析方法和应变模态识别方法结合起来,提出一种基于应变模态分析方法的辨识高频往复轻质结构在运行下工作模态参数的方法,分析这类结构的动力学特性。针对模态分析方法都需要人工筛选多组模态参数的过程,实验结果存在人为误差的问题。本文将模态分析方法和粒子群优化算法结合起来,实现了从大量实验数据中自动筛选结构的运行模态参数,避免了人为因素的影响。并将该方法运用到分拣臂运行状态下实测数据,准确地辨识出分拣臂在运行下的工作模态参数。本文对高频运行下分拣臂的振动特性加以研究,分析了分拣臂系统的旋转轴的不平衡性,研究了旋转轴的扭转振动对分拣臂的影响。采用调整分拣臂系统运行激励的方式抑制末端振动,运用多体动力学分析技术,对分拣臂旋转电机的控制函数进行优化设计,有效控制分拣臂结构高频运行下引入惯性冲击。本文研究结果表明,有效获取高频往复轻质结构在运行下的振动响应,辨识出运行状态下的模态参数,分析其在运行状态下的动态特性,对于高频运行下结构的惯性振动的抑制,提升芯片分选和封装领域的高速定位精度具有重要意义。