[一]、超運(yùn)動驅(qū)動與傳遞

為了獲得較高的運(yùn)動精度和分辨率，超機(jī)床對運(yùn)動驅(qū)動和傳遞系統(tǒng)有很高的要求，既要求有平穩(wěn)的超低速運(yùn)動特性，又要有大的調(diào)速范圍，還要求電磁兼容性好。

一般來說，超運(yùn)動驅(qū)動有兩種方式：直接驅(qū)動和間接驅(qū)動。直接驅(qū)動主要采用直線電機(jī)，大理石平臺可以減少中間環(huán)節(jié)帶來的誤差，具有動態(tài)特性好、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、低摩擦的優(yōu)點(diǎn)，主要問題是行程短、推力小。另外，由于摩擦小，很容易發(fā)生振蕩，需要用的控制策略來彌補(bǔ)。間接驅(qū)動是由電機(jī)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動，然后通過運(yùn)動傳遞裝置將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動。它是目前超機(jī)床運(yùn)動驅(qū)動方式的主流。電機(jī)通常采用低速性能好的直流伺服電機(jī)，如美國ParkHannifin公司的DM和DR系列直接驅(qū)動伺服執(zhí)行器，輸出力矩大，位置控制分辨率達(dá)到64萬分之一。絲杠往往選擇的滾珠絲杠，另外也有氣浮絲杠和磁浮絲杠用于超機(jī)床的實(shí)驗(yàn)研究，如研制的氣浮/磁浮絲杠分辨率達(dá)到了0.01μm。日本新宿大學(xué)的Fukada通過在滑動絲杠、螺母和工作臺間插入彈性體，將扭矩轉(zhuǎn)化為微位移，使滑動絲杠達(dá)到na米級分辨率。

[二]、控制參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)

光刻機(jī)工作臺是多變量的控制系統(tǒng)，存在動力學(xué)模型非線性、各白由度強(qiáng)藕合的特點(diǎn)，大理石平板平臺控制策略在工程實(shí)施過程中存在著不可避免的簡化，導(dǎo)致控制精度的下降。

1、電動機(jī)常數(shù)校準(zhǔn)

電動機(jī)常數(shù)負(fù)責(zé)將控器輸出的力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)動的電流值，基于控制系統(tǒng)中實(shí)測的機(jī)械傳遞函數(shù)，計(jì)算出系統(tǒng)的測試質(zhì)量，通過測試質(zhì)量與工作臺實(shí)際質(zhì)量的比值，校正電動機(jī)常數(shù)，使控器輸出力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電流。

2、加速度前饋控制參數(shù)校準(zhǔn)

加速度前饋環(huán)路與位置反饋環(huán)路之問存在耦合。理論上，如果加速度前饋控制參數(shù)足夠準(zhǔn)確，工作臺運(yùn)動所需驅(qū)動力由前饋環(huán)節(jié)提供，此時(shí)，位置誤差將為零?；谏鲜龇治觯瑢?shí)測反饋環(huán)路的控制力轉(zhuǎn)移到前饋環(huán)節(jié)，通過改變前饋控制參數(shù)來承擔(dān)所轉(zhuǎn)移的反饋控制力，進(jìn)而起到校準(zhǔn)前饋控制參數(shù)的目的。校準(zhǔn)過程應(yīng)該迭代進(jìn)行，基于跟隨誤差較小的原則建立目標(biāo)函數(shù)，并采用梯度矢量求解的方法對固定前饋控制結(jié)構(gòu)中的參數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)；基于工作臺的規(guī)劃加速度和實(shí)測反饋控制力，計(jì)算出轉(zhuǎn)換質(zhì)量并進(jìn)行疊加，實(shí)現(xiàn)了前饋控制參數(shù)的迭代校準(zhǔn)。

3、解耦控制參數(shù)校準(zhǔn)

解耦控器是微動臺動力學(xué)模型的逆變換，由于工程實(shí)施過程中存在簡化，解耦控制參數(shù)無法與系統(tǒng)特性匹配。在水平向3白由度運(yùn)動控制中，如果解耦參數(shù)準(zhǔn)確，一個(gè)方向的運(yùn)動對其他兩個(gè)方向的跟隨誤差不會產(chǎn)生影響，基于此，利用運(yùn)動方向的規(guī)劃加速度和非運(yùn)動方向的反饋控制力計(jì)算串?dāng)_系數(shù)，將非運(yùn)動方向的反饋控制力通過解耦參數(shù)的改變(即校準(zhǔn)過程)進(jìn)行轉(zhuǎn)移；基于運(yùn)動過程中非運(yùn)動方向跟隨誤差較小的原則，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行值求解，對解耦控器中的參數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)http://www.chinaweiyue.com/咨詢13231713280。