X-Y精密定位平臺控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn).pdf

1、大行程(分米級)高精度(亞微米級甚至納米級)的定位技術是半導體加工、精密制造、光學工程等領域的關鍵技術之一,對上述產業(yè)的發(fā)展極為重要。精密定位控制系統(tǒng)的研究是精密定位技術研究的一個重要方面?？紤]目前國內光刻機的研究現(xiàn)狀,本文參考0.5μm分步重復式光刻機工件臺的應用要求,針對本課題組自行研制的機械平臺,設計并實現(xiàn)了X-Y精密定位平臺的控制系統(tǒng)。
　　本文對X-Y精密定位系統(tǒng)的各組成部分進行了細致、深入的分析,論證了整個定位系統(tǒng)硬件

2、結構的合理性并分析了整個控制系統(tǒng)的工作機制。在運用分析法獲得了宏平臺進給系統(tǒng)傳遞函數(shù)的基礎上,分析宏平臺進給系統(tǒng)摩擦特性,通過實驗建立了宏平臺進給系統(tǒng)的摩擦模型?；谀Σ裂a償,運用最小二乘法和譜分析法分別辨識了宏平臺進給系統(tǒng)的z傳函及頻域響應特性。根據(jù)所辨識的宏平臺進給系統(tǒng)的數(shù)學模型和摩擦模型設計了宏平臺的位置控制器,以高精密光柵測量系統(tǒng)獲取宏平臺位移的反饋信息,實現(xiàn)了宏平臺位置全閉環(huán)控制。
　　設計了基于TI公司的TMS320L

3、F2407A DSP控制器的下位機軟件。下位機軟件用 C語言內嵌匯編的方式實現(xiàn),具有可維護性強、易升級等優(yōu)點。下位機軟件實現(xiàn)了如下的功能:宏平臺的實時運動控制、通過RS-232串行通信口與上位機進行數(shù)據(jù)雙向交換、對來自上位機的數(shù)據(jù)進行處理、采集光柵測量系統(tǒng)的位移信息。相對于傳統(tǒng)的微控制器, DSP控制器具有高效、高速等優(yōu)點,它的使用顯著縮短了控制系統(tǒng)的伺服周期,改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能,并為復雜控制算法的應用提供了可能。實際運行表明,所設計