光刻机工件台宏动三自由度建模及自适应神经网络控制

提出了一种工件台宏动三自由度建模方法以解决光刻机工件台宏动部分在X和Y方向的运动耦合问题并实现它的超精密长行程微米精度的跟踪定位。该建模方法将X方向电机的偏转角度作为被控对象并且在模型中包含了耦合效应对X方向运动的影响。基于此模型提出了一种自适应神经网络控制策略,该策略采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络对模型参数信息及外界非线性扰动进行实时在线估计,以减小未建模动态、电机齿槽力波动、端部效应、摩擦等扰动对控制系统性能的影响。通过对控制策略的理论推导和稳定性分析,保证了闭环控制系统的收敛性。最后在光刻机工件台上进行了S曲线跟踪定位试验,验证了宏动三自由度建模方法和控制策略的效果。试验结果显示:X和Y方向的位置跟踪误差均小于3μm,X方向电机偏转角度小于1μrad,满足工件台宏动部分跟踪定位精度的要求。