精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高精度PID控制器研究.pdf

1、超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是步進(jìn)掃描式光刻機(jī)的核心部件之一。生產(chǎn)上對(duì)半導(dǎo)體光刻設(shè)備高質(zhì)量和高效率的不斷追求，迫使其運(yùn)動(dòng)平臺(tái)朝著高速、高加速度的方向進(jìn)一步發(fā)展。因此，如何提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度，保證半導(dǎo)體器件的光刻質(zhì)量，成為半導(dǎo)體光刻設(shè)備研制過程中一個(gè)亟待解決的問題。 本文的研究?jī)?nèi)容來源于國(guó)家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目、上海市科委聯(lián)合資助項(xiàng)目《精密機(jī)械減振隔振技術(shù)》。本課題以步進(jìn)掃描式光刻機(jī)隔振平臺(tái)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為研究對(duì)象，針對(duì)研究任務(wù)和國(guó)內(nèi)外研究

2、現(xiàn)狀，本論文采用理論研究、計(jì)算機(jī)仿真分析，與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的研究路線與方法。為使伺服系統(tǒng)克服非線性干擾，利用模糊控制理論，對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)模糊PID控制器進(jìn)行了仿真分析和試驗(yàn)研究；為減小伺服系統(tǒng)跟蹤誤差，針對(duì)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的特點(diǎn)，分析了重復(fù)控制在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中的應(yīng)用。 學(xué)位論文的主要研究?jī)?nèi)容為： （1）通過分析光刻機(jī)隔振試驗(yàn)平臺(tái)硅片臺(tái)和掩模臺(tái)宏動(dòng)定位系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，建立了硅片臺(tái)和掩模臺(tái)伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)控制方法的設(shè)計(jì)、

3、驗(yàn)證提供了軟件環(huán)境。 （2）為使硅片臺(tái)宏動(dòng)定位系統(tǒng)克服非線性擾動(dòng)，根據(jù)PID控制三個(gè)參數(shù)的特性，設(shè)計(jì)了增量式的模糊PID控制器。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明所設(shè)計(jì)的控制器同普通PID控制相比，可有效的改善伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，提高定位精度。 （3）為減小掩模臺(tái)宏動(dòng)定位系統(tǒng)跟蹤誤差，根據(jù)掩模臺(tái)伺服系統(tǒng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于重復(fù)控制的混合PID控制器。仿真結(jié)果表明：重復(fù)控制器中低通濾波器時(shí)間常數(shù)對(duì)控制效果影響較大；同普通PID控制器相比，所設(shè)計(jì)