陈兴林，刘川，耿长青，徐加彦



光刻机工件台直线电机的完全跟踪控制

陈兴林1，刘川1，耿长青2，徐加彦1

(1. 哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨，150001；2. 青岛市工程咨询院，山东青岛，266071)

提出一种将完全跟踪控制(PTC)和扩张状态观测器(ESO)相结合的复合控制方法以提高宏动直线电机的跟踪性能。利用多速率采样系统的特性构建宏动系统状态传递函数矩阵的精确逆矩阵，以避免传统的近似逆模型和插值带来的限制，从而实现完全跟踪控制；利用扩张状态观测器观测系统内部的动态变化，补偿系统中的各种扰动，从而减小扰动可能带来的稳态跟踪误差。研究结果表明：该方法保证了系统的动态跟踪精度和良好的鲁棒性，提高了系统的动态性能。

完全跟踪控制；扩张状态观测器；精密伺服；光刻机；工件台

光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台，它要求在高速运动的情况下，采用长行程直线电机宏动跟随平面洛伦兹电机高精密微动的驱动方式，在较短行程内实现平台纳米级的精确定位与跟踪。以阿斯麦(ASML)商用的最先进光刻机Twinscan XT 1950i机型为例，工作时最高速度大于0.5 m/s，加速度大于 15 m/s2，定位精度在几nm左右，稳定时间小于20 ms。因此，选择一种能够抗击干扰，准确控制平台运动的控制算法显得尤为重要。对于光刻机的控制，迭代算法取得了许多的成果，涉及到很多方面[1−3]。Heertjes等[1]将迭代学习控制应用在ASML光刻机工件台洛伦兹电机的控制中，取得了比较好的效果；……