现如今印刷电路板(PCB)的生产工艺流程已相当成熟,PCB电路缺陷的检测能力已成为影响PCB生产效率的关键因素。在众多PCB电路缺陷的检测方法中,自动光学检测(AOI)方法应用得最为广泛。PCB AOI设备是集机械、电子、光学、控制等多个领域于一体的复杂机电系统,多领域耦合是其显著特征。目前,受各种因素影响,国内对于PCB AOI的研究仍然停留在一个相对初期的水平,对于多领域耦合的复杂机电系统大多局限于各单一成熟领域内的研究,对于系统内部因多领域耦合而产生的影响,其研究仍不够深入。基于Modelica统一建模语言的建模与仿真方法可解决复杂机电系统建模与仿真的多领域耦合问题,本文运用该方法建立了PCB AOI系统的仿真模型,可实现针对由PCB AOI设备的机械、控制、电气、视觉等各模块组成的耦合系统进行性能优化。本文的主要工作包括:首先,分析了PCB AOI系统的体系结构并建立了PCB AOI系统的图像质量评价体系,细化了建模仿真的研究对象和目标优化的评判方法;其次,研究了PCB AOI运动系统和成像系统的建模与仿真方法,建立了运动系统与成像系统的仿真模型,运用Modelica统一建模语言在同一平台上建立了结构与传动模型、运动控制系统模型、光源模型、调焦系统模型和成像系统模型,实现了与PCB AOI成像质量有关的各个模型的统一集成;最后,完成了运动速度参数的扰动实验和以PCB AOI图像的清晰度评价指标为目标的优化实验,优化了运动速度、光源照度与图像采集频率参数,验证了仿真系统模型。仿真优化实验的结果表明,本文运用基于Modelica统一建模语言的建模与仿真方法所建立的PCB AOI系统模型能比较良好地表达与之实际对应的PCB AOI设备,对于优化现有PCB AOI设备的性能具有很好的指导作用,也为PCB AOI设备的设计开发提供了仿真实验平台。