【摘要】：雙工件臺(tái)系統(tǒng),被視為光刻機(jī)的重要組成部分,采用宏微相結(jié)合的控制方式,以獲得期望的性能指標(biāo)[1],而宏動(dòng)平臺(tái)上X向多電機(jī)的同步運(yùn)行是成功抓卡的關(guān)鍵,否則無(wú)法順利實(shí)現(xiàn)換臺(tái)。所以,本文主要從同步控制結(jié)構(gòu)和控制算法兩個(gè)方面,對(duì)工件臺(tái)上的多個(gè)電機(jī)的同步運(yùn)行展開研究,應(yīng)用多種控制策略,從不同的角度來(lái)保證整個(gè)系統(tǒng)的同步效果[2]。首先,應(yīng)用Euler-Lagrange方程式,建立雙工件臺(tái)宏動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,獲得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)耦合模型,進(jìn)而求取系統(tǒng)的State-Space表達(dá)式,是MIMO系統(tǒng),為下文進(jìn)行控制仿真實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ);分析實(shí)際系統(tǒng)中存在的擾動(dòng)因素,如定位力擾動(dòng),辨識(shí)出其近似數(shù)學(xué)模型,并作為仿真時(shí)的擾動(dòng)輸入。其次,針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的控制要求,自主設(shè)計(jì)了一種雙交叉耦合同步控制結(jié)構(gòu),該種同步方案的優(yōu)勢(shì)在于:當(dāng)系統(tǒng)存在同步誤差時(shí),各子系統(tǒng)的位置控制器相互配合一起作用,以便快速消除誤差;當(dāng)系統(tǒng)同步誤差小于一定程度時(shí),控制結(jié)構(gòu)將變?yōu)橹鲝耐娇刂平Y(jié)構(gòu),兩個(gè)子系統(tǒng)由同一個(gè)位置控制器給定控制量,保證系統(tǒng)的同步效果。并在Simulink中,搭建交叉耦合同步控制和雙交叉耦合同步控制結(jié)構(gòu)框圖,分別在有擾動(dòng)輸入和無(wú)擾動(dòng)輸入的情況下進(jìn)行仿真探究,驗(yàn)證改進(jìn)后方案的理論可行性。再次,鑒于實(shí)際系統(tǒng)擾動(dòng)因素較多,為保證系統(tǒng)的魯棒性能,提出全程積分滑模控制,即系統(tǒng)的狀態(tài)全程處于滑模面上,一旦系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)入滑模面,則主要依靠狀態(tài)反饋控制來(lái)維持系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能[3]。又考慮到實(shí)際系統(tǒng)的控制輸入受限,而當(dāng)初始誤差較大時(shí)[4],積分Windup效應(yīng)會(huì)惡化系統(tǒng)的暫態(tài)性能,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定,為此提出非線性積分滑模面進(jìn)行改善,并通過(guò)仿真驗(yàn)證其有效性[5]。最后,在雙工件臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證雙交叉耦合同步控制、全程積分滑模控制以及非線性積分滑�？刂频瓤刂品椒ǖ膶�(shí)際控制效果:全程滑模控制算法在控制精度上并不占據(jù)優(yōu)勢(shì),但抗擾性能很強(qiáng);而非線性積分滑�？刂扑惴ㄔ谄浠A(chǔ)上又改善了工件臺(tái)宏動(dòng)系統(tǒng)的暫態(tài)性能。
【圖文】：

第 1 章 緒 論背景及研究意義題來(lái)源于國(guó)家科技部 十二五 重大科技發(fā)展專項(xiàng) 100nm光刻機(jī)主要以雙工件臺(tái)光刻機(jī)系統(tǒng)中H 型雙邊驅(qū)動(dòng)平臺(tái)作為研究對(duì)象。發(fā)展的今天，半導(dǎo)體行業(yè)更是憑借其技術(shù)的不斷提升，一直躋身設(shè)備中大規(guī)模集成電路的制造的核心即為光刻機(jī)。今社會(huì)，小到民生，，大到國(guó)防軍事，半導(dǎo)體設(shè)備已經(jīng)滲透到各行大的比重，比如智能手機(jī)、數(shù)字電視、掌上電腦等在豐富了我們，也帶給了我們極大地便利；而國(guó)之重器 國(guó)防設(shè)備中同樣離。所以，研制具有我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)的光刻機(jī)設(shè)備，不僅可以大力推路產(chǎn)業(yè)，而且對(duì)我國(guó)的綜合國(guó)力的提升也具有一定的深遠(yuǎn)意義。自主研制的雙工件臺(tái)光刻機(jī)如圖 1-1 所示，其中X 、Y 向均采用機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

的抑制處理相對(duì)比較麻煩，如若使用高通或者帶通濾波器系統(tǒng)響應(yīng)滯后嚴(yán)重，系統(tǒng)的穩(wěn)定性能也將受到影響；若只行優(yōu)化，同樣無(wú)法較好的消除低頻諧振。而應(yīng)用比較普遍饋或構(gòu)建觀測(cè)器對(duì)干擾等擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償[32]。步直線電機(jī)技的快速發(fā)展，旋轉(zhuǎn)電機(jī)由于其自身的運(yùn)動(dòng)慣量比較大、方式含有的中間環(huán)節(jié)較多等特點(diǎn)，已經(jīng)無(wú)法達(dá)到一些高精的要求。針對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的以上弊端，直線電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，做到了 零傳動(dòng) 。直線電機(jī)不僅自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行時(shí)的響一些。電機(jī)介紹直線電機(jī)，就其結(jié)構(gòu)而言，它是經(jīng)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)展演變出著半徑方向剖開，再沿其圓周打開成直線，此中，旋轉(zhuǎn)電上的初級(jí)，而轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)其上的次級(jí)[33]，演化過(guò)程如圖 2-5
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2573467