X-Y精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、大行程(分米級(jí))高精度(亞微米級(jí)甚至納米級(jí))的定位技術(shù)是半導(dǎo)體加工、精密制造、光學(xué)工程等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)上述產(chǎn)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(shù)研究的一個(gè)重要方面?？紤]目前國(guó)內(nèi)光刻機(jī)的研究現(xiàn)狀,本文參考0.5μm分步重復(fù)式光刻機(jī)工件臺(tái)的應(yīng)用要求,針對(duì)本課題組自行研制的機(jī)械平臺(tái),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了X-Y精密定位平臺(tái)的控制系統(tǒng)。
　　本文對(duì)X-Y精密定位系統(tǒng)的各組成部分進(jìn)行了細(xì)致、深入的分析,論證了整個(gè)定位系統(tǒng)硬件

2、結(jié)構(gòu)的合理性并分析了整個(gè)控制系統(tǒng)的工作機(jī)制。在運(yùn)用分析法獲得了宏平臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上,分析宏平臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)摩擦特性,通過實(shí)驗(yàn)建立了宏平臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦模型?；谀Σ裂a(bǔ)償,運(yùn)用最小二乘法和譜分析法分別辨識(shí)了宏平臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的z傳函及頻域響應(yīng)特性。根據(jù)所辨識(shí)的宏平臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和摩擦模型設(shè)計(jì)了宏平臺(tái)的位置控制器,以高精密光柵測(cè)量系統(tǒng)獲取宏平臺(tái)位移的反饋信息,實(shí)現(xiàn)了宏平臺(tái)位置全閉環(huán)控制。
　　設(shè)計(jì)了基于TI公司的TMS320L

3、F2407A DSP控制器的下位機(jī)軟件。下位機(jī)軟件用 C語(yǔ)言內(nèi)嵌匯編的方式實(shí)現(xiàn),具有可維護(hù)性強(qiáng)、易升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。下位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了如下的功能:宏平臺(tái)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制、通過RS-232串行通信口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向交換、對(duì)來(lái)自上位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、采集光柵測(cè)量系統(tǒng)的位移信息。相對(duì)于傳統(tǒng)的微控制器, DSP控制器具有高效、高速等優(yōu)點(diǎn),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(dòng)態(tài)性能,并為復(fù)雜控制算法的應(yīng)用提供了可能。實(shí)際運(yùn)行表明,所設(shè)計(jì)