光刻机工件台前馈补偿器参数整定方法

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作   者：

刘涛;  杨开明;  朱煜; 

作者机构：

清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室; 

关键词：

数据驱动;  有理前馈控制器;  工件台;  参数整定;  前馈控制;  补偿前馈; 

期刊名称：

清华大学学报(自然科学版)

i s s n：

1000-0054

年卷期：

2023 年 63 卷 10 期

页   码：

1640-1649

摘   要：

前馈控制器是光刻机工件台在高加减速工况下实现纳米级运动精度的关键环节。该文针对传统情况下四阶前馈拟合逆模型能力较差、难以完全消除参考轨迹导致重复性误差的问题，提出了一种以四阶前馈为基础，外加有理分式补偿器的前馈控制架构，并针对该有理分式补偿器控制参数整定的问题，提出了一种数据驱动的参数整定方法。该方法利用系统辨识的相关规则，将前馈补偿器参数整定过程的非凸优化问题转化为凸优化问题，进而给出了全局最优参数整定方法以及参数迭代过程中梯度、 Hessian矩阵的无偏估计方法；通过光刻机工件台的实验验证了所提参数整定方法具有收敛性。实验结果表明：所提出的补偿前馈能够有效消除四阶前馈未消除的残余误差。