陈鹏飞， 王彦伟

(华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心， 湖北 武汉 430074)

超精密工件台系统是光刻机的核心部件之一，具有定位精度高、响应速度快、动态性能好等特点[1-3]．文献[4]采用Matlab和Adams联合仿真的方法分析工件台的振动特性，并对工件台进行轨迹规划，取得较好的分析结果．由于需要将Adams中的数据转换到Matlab中，过程繁琐容易造成数据丢失．传统仿真大都基于某一特定领域软件，只能有效应对某单一领域的建模仿真．鉴于此，为了更加完整地仿真分析工件台系统，多领域仿真技术就显得尤为重要．Modelica语言采用面向对象的建模思想可以对耦合有机械、控制、电气、热、流体等多个领域的复杂产品进行物理建模和仿真分析[5]．本文采用Modelica语言对工件台系统进行多领域统一建模和仿真：首先给出了直线电机、控制以及工件台的数学模型；再基于这些子模型搭建工件台系统的Modelica多领域仿真模型；最后给定参数，对工件台进行仿真分析．

1 永磁同步直线电机建模

永磁同步直线电机(permanent magnetic linear synchronous motors,PMLSM)因其响应快、直接驱动的特点广泛应用于各种精密、超精密加工设备中．本文所研究的光刻机超精密工件台系统就采用PMLSM作为驱动工件台部分的执行机构．鉴于PMLSM的强耦合性和非线性，为了便于分析，将电机方程按照统一电机理论作线性变换，实现耦合方程的解耦．建立在d-q轴坐标系下的PMLSM数学模型[6]如下：

电磁推力方程

电机机械运动方程

Fe=mpv+Bv+Fl．

上述各式中：ud，uq，id，iq，ψd，ψq，Ld，Lq分别表示永磁同步直线电机d轴和q轴的电压，电流，磁链，电感；……