专业的微特电机产品发布平台
用户名: 密码: 注册
设为首页 加入收藏 联系我们
免费注册 企业免费建站
新技术论坛 会员产品发布
TB6600QQ群:70241714   步进电机论文   六轴工业机器人解决方案  
步进电机     驱动器     控制器     马达IC     伺服电机     无刷直流电动机     微特电机文献     工控器件     运动控制新产品     六轴工业机器人    
首 页   |   行业资讯   |   业内搜索   |   网站介绍   |   超级服务   |   新技术论坛
论坛公告: 中国步进电机应用网:http://using.zgbjdj.com/
  文章标题:高速超精运动台的离散滑模控制研究
回复文章
作者:vivan2254  发表时间:2010-7-29 13:40:44
高速超精运动台的离散滑模控制研究
严天宏1,2 许畅1,李青1,许昌1,陈学东2
(1、中国计量学院机电工程学院,浙江 杭州 310018,2、华中科技大学 数字制造与装备技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
 
 
 
l引言
    随着芯片集成度的不断提高、器件尺寸的不断缩小,光刻技术和光刻设备、封装设备、数控技术等发生着显著的变化,对于光刻机来讲,为了方便维护、装机,降低维护时间、费用以及运行成本,需要模块化的设计;对于高速高精工作台,无论在设计、建模、控制方法等方面都需要****的性能;因此国内许多研究者都对涉及工作台的相关技术展开了研究。目前在工业工作台的伺服控制上,大多采用pid串联滤波器,加上前馈进行控制,大多数情况下控制效果较好,但由于有些工作台运动范围大,不同位置带来的模型变化较大,对性能与鲁棒性均带来了无法克服的缺点,在20世纪70年代开始研究滑模变结构控制,对干扰和模型不确定性有很大提高,随着对滑模控制技术的不断发展,近年来已经逐渐应用到精密伺服控制中。由于硅片单元或芯片规则分布,因此在光刻、封装过程中,工作台一般是按照一定路径做扫描和步进运动,因此工作中会产生固定的周期性干扰,本文首先根据工作台系统的设计特点,建立了系统的数学模型,对其着重研究了具有解耦的周期性干扰补偿器的离散滑模变结构控制技术,有效地解决了精密系统伺服控制模型不确定性和干扰带来的性能损失问题。
2-种典型大行程高承载精密工作台系统结构
  本文描述的是一种超精密运动台系统可用于微纳电子制造与封装设备、精密数控装备等,精密运动台三维结构,如图1所示。
   
    工作台系统一般是普通工作台速度的4~5倍,性能要求很苛刻。超精工作台一般采用宏微驱动,主要由一个长行程直线电机(粗动台)、3个短行程电机(微动台)、大理石基座和物料卡盘以及其气浮系统等组成,其位置用激光干涉仪来测量。短行程电机具有3个独立的线圈,线圈装配在y向直线电机的动子驱动臂上,电机的磁极掩模卡盘的一部分;按洛仑兹马达工作原理,靠气足浮起的在大理石上的物料卡盘在电磁力作用下可作无机械接触的运动。短行程电机的一个线圈沿x向工作,其他两线圈沿y向工作,用于实现微动台盖,y和rz三个自由度的小范围精确调整;长行程直线电机实现粗动台r方向一个自由度的长行程运动;整个工作台系统实现盖,y和rz三个自由度的精密控制并实现y方向的长行程精密定位与高速运行。短行程电机的行程非常小(±1.5 mm),但精度非常高(10 nm以内);移动短行程装配体的长行程电机具有大的行程(400 mm),但其精度相对较低(μm级)。掩模卡盘和长行程动子之间的相对运动由差分传感器(图1中未示出)来检测。在短行程电机的驱动力作用下,当物料卡盘运动时,差分传感器检测到其运动并触发长行程直线电机运动。由于使用了差分传感器和气浮结构,使得微动台和粗动台之间除了电磁相互作用力外不存在其他耦合影响。短行程电机工作于激光干涉仪控制模式;长行程直线电机工作于差分传感器控制模式,其跟随物料卡盘或者说是短行程电机进行运动。这就是所谓的主从控制工作原理。在引线键合、扫描光刻机中,物料工作台和对准工作台协同运动以实现目标的曝光动作。为满
足不同运动台之间的同步运动和微电子制造中高质高产的要求,伺服工作台系统均需具有非常精确的定位精度和较高的加速度要求。例如掩模台系统的运行速度是硅片台的4倍,能达到的物理极限指标和定位精度等参数,见表l。
   
    因此,有必要对这类微纳精密平台的动力学模型与控制器设计进行研究,井对系统进行仿真,研究其运动性能,为系统性能的优化设计提供指导。
3运动系统的动力学与控制建模
    进行高速超精的物料台运动系统的控制,首先需要处理的问题包括物理测量系统的变换、驱动系统的增益匹配或驱动解耦等,并建立系统的动力学模型;然后进行轨迹规划,反馈控制设计、前馈补偿,以及其他先进的补偿、权函数选取等。使用

 

  共有记录条,共页,条/页  转至页
回复此文章主题
  用户名: 密码: 注册新用户
回复内容:
 
设为首页   |   加入收藏   |   联系我们   |   站长留言   |   广告服务   |   友情链接   |   免费展示
网站实名:步进电机网 步进电机驱动器网 微特电机网 网站地图 新闻中心
版权所有:北京时代四维科技有限公司
© Copyright By www.zgbjdj.com
京ICP备11042559号-1