大理石平板控制参数校准技术及未来发展特点

其一、控制参数校准技术
光刻机工作台是多变量的控制系统，存在动力学模型非线性、各白由度强藕合的特点，大理石平台控制策略在工程实施过程中存在着不可避免的简化，导致控制精度的下降。此外，工作台长期高速运动所致的器件温漂，部件运动过程中的松动也会造成控制参数与实际模型不匹配，进而影响控制精度。因此，需要对工作台的运动特点进行分析，设计相应的参数校准方法，通过对控制参数的校准与标定进而补偿工作台系统中的不确定因素。
1、电动机常数校准
电动机常数负责将控制器输出的力转换为驱动电动机运动的电流值，基于控制系统中实测的机械传递函数，计算出系统的测试质量，通过测试质量与工作台实际质量的比值，校正电动机常数，使控制器输出力转换为驱动电流。
2、加速度前馈控制参数校准
加速度前馈环路与位置反馈环路之问存在耦合。理论上，如果加速度前馈控制参数足够准确，工作台运动所需驱动力由前馈环节提供，此时，位置误差将为零。基于上述分析，将实测反馈环路的控制力转移到前馈环节，通过改变前馈控制参数来承担所转移的反馈控制力，进而起到校准前馈控制参数的目的。校准过程应该迭代进行，基于跟随误差较小的原则建立目标函数，并采用梯度矢量求解的方法对固定前馈控制结构中的参数进行了校准；基于工作台的规划加速度和实测反馈控制力，计算出转换质量并进行叠加，实现了前馈控制参数的迭代校准。
3、解耦控制参数校准
解耦控制器是微动台动力学模型的逆变换，由于工程实施过程中存在简化，解耦控制参数无法与系统特性匹配。在水平向3白由度运动控制中，如果解耦参数准确，一个方向的运动对其他两个方向的跟随误差不会产生影响，基于此，利用运动方向的规划加速度和非运动方向的反馈控制力计算串扰系数，将非运动方向的反馈控制力通过解耦参数的改变(即校准过程)进行转移；基于运动过程中非运动方向跟随误差较小的原则，构建目标函数并进行极值求解，对解耦控制器中的参数进行了校准。
其二、超加工机床系统研究与未来发展
现代超加工机床与系统已应用到当代多个技术，大理石平板平台在推动科技进步方面发挥着重大作用。总体上，我国该项技术与水平还有较大差距。瞄准未来发展方向，抓住主要矛盾，突破关键技术，适应发展需求，对推动我国科技进步，加强建设具有重大意义。
光学元件因面形精度和表面质量要求非常高，是超加工典型性和代表性的主要应用。
传统的光学系统因设计、计算、加工和制造技术所限，结构和元件形状都较简单一一光学元件形面通常为平面或球面。传统的光学元件加工时，采用大数、无规则轨迹控制和均化效应等工艺，配合检测，可获得良好的超加工效果。这里的加工精度依赖的是工艺方法，而不苛求加工机床本身的精度。低机械精度的加工机床仍可达到高的光学元件加工精度效果，这类机床通常也被称为“非确定性”加工机床。采用传统加工方法的“非确定性”超加工机床只适合加工球面、平面等简单形状和玻璃类硬脆材料的光学元件。
随着现代科技的发展，特别是光电子技术、计算技术的发展，当今的光学应用系统在适应光学元件形面的复杂性、材料的多样性、几何尺度的大小方面都有了巨大的发展变化。传统的“非确定性”超加工机床和工艺方法已不能适应现代光学系统元件加工需求一一或是根本无法加工，或是加工效率。
而“确定性”超加工机床和可控制刀具(如金刚石刀具)能以的空间运动轨迹直接加工成型具有光学镜面效果的产品。具有这种性能的机床不仅使加工效率了提高，还可实现传统方法难以加工处理的金属基、光学晶体等材料及非球类复杂形面元件的超加工。