本文關(guān)鍵詞：主從式宏微定位平臺的分?jǐn)?shù)階控制方法研究

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【摘要】：本文的研究對象是光刻機(jī)掩模臺宏微雙臺運(yùn)動平臺,由于光刻機(jī)最終的性能指標(biāo)很大程度上直接由宏微雙臺運(yùn)動平臺的控制精度和性能決定,因此針對掩模臺宏微雙臺運(yùn)動控制的研究非常有必要。本文分別從宏微雙臺控制結(jié)構(gòu)和策略以及控制算法對本系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析,并有針對性地做了仿真,最后應(yīng)用到了實(shí)驗(yàn)平臺上,取得了一定的效果。首先,本文對掩模臺的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹。具體包括整體機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)成和布局、執(zhí)行機(jī)構(gòu)介紹、測量系統(tǒng)介紹,便于后面敘述和建模,并且給出并分析了控制指標(biāo),為后續(xù)仿真和實(shí)驗(yàn)制定了目標(biāo)。其次,本文對執(zhí)行機(jī)構(gòu)建立了模型,并且通過列舉資料和仿真分析了采用宏微雙臺控制結(jié)構(gòu)的必要性,之后選取了具體的宏微雙臺控制結(jié)構(gòu)和策略。然后,本文闡述了分?jǐn)?shù)階PID算法的概念,在進(jìn)行對比分析后選擇了最優(yōu)的分?jǐn)?shù)階算子近似方法,之后進(jìn)行仿真說明分?jǐn)?shù)階PID各個控制參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,并且利用遺傳算法對分?jǐn)?shù)階PID控制器進(jìn)行優(yōu)化整定,最終的仿真結(jié)果滿足控制指標(biāo)要求。最后,對實(shí)驗(yàn)平臺軟硬件進(jìn)行介紹,按照之前仿真的方法進(jìn)行實(shí)物平臺實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了宏微雙臺控制,并且對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和缺陷進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：宏微雙臺執(zhí)行器 分?jǐn)?shù)階 PID控制器 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題來源及研究目的和意義9
• 1.2 課題研究內(nèi)容的國內(nèi)外現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 光刻機(jī)研制的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 宏微控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 分?jǐn)?shù)階PID控制的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.4 遺傳算法的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 掩模臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 掩模臺整體結(jié)構(gòu)14-15
• 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)15-16
• 2.3.1 音圈電機(jī)15-16
• 2.3.2 永磁同步直線電機(jī)16
• 2.4 測量系統(tǒng)16-20
• 2.4.1 光柵尺16-17
• 2.4.2 霍爾傳感器17-18
• 2.4.3 電容傳感器18-19
• 2.4.4 激光干涉儀19-20
• 2.5 掩模臺系統(tǒng)控制指標(biāo)分析20-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 宏微控制策略與模型的建立23-42
• 3.1 引言23
• 3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模型建立23-27
• 3.2.1 永磁同步直線電機(jī)的模型建立23-25
• 3.2.2 直線音圈電機(jī)的模型建立25-27
• 3.3 微動平臺的運(yùn)動解耦27-33
• 3.3.1 微動臺運(yùn)動學(xué)解耦28-31
• 3.3.2 微動臺動力學(xué)解耦31-33
• 3.4 宏微控制策略和模型建立33-41
• 3.4.1 采用宏微控制策略的必要性33-37
• 3.4.2 宏微控制策略的選定37-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于分?jǐn)?shù)階PID的宏微系統(tǒng)研究42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 分?jǐn)?shù)階PID的定義42-44
• 4.3 分?jǐn)?shù)階微積分算子的近似44-52
• 4.3.1 直接近似方法44-45
• 4.3.2 間接近似方法45-49
• 4.3.3 改進(jìn)近似微積分算子的實(shí)現(xiàn)49-50
• 4.3.4 Oustaloup方法與改進(jìn)近似方法的對比50-52
• 4.4 分?jǐn)?shù)階PID仿真模塊的實(shí)現(xiàn)52-53
• 4.5 分?jǐn)?shù)階PID控制參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響53-57
• 4.5.1 Kp對系統(tǒng)性能的影響53-54
• 4.5.2 Ki對系統(tǒng)性能的影響54
• 4.5.3 Kd對系統(tǒng)性能的影響54-55
• 4.5.4 積分階次 λ 對系統(tǒng)性能的影響55-56
• 4.5.5 微分階次 μ 對系統(tǒng)性能的影響56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 基于遺傳算法的分?jǐn)?shù)階PID參數(shù)整定58-71
• 5.1 算法介紹及實(shí)現(xiàn)過程58-61
• 5.1.1 算法簡介58
• 5.1.2 遺傳算法的基本原理58-60
• 5.1.3 遺傳算法的實(shí)現(xiàn)60-61
• 5.2 仿真及結(jié)果分析61-65
• 5.3 主從式宏微運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)65-70
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺簡介65-67
• 5.3.2 主從式宏微平臺運(yùn)動試驗(yàn)及分析67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-78
• 致謝78

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9 嚴(yán)t，

本文編號：926613