CN112462601A - 一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统 - Google Patents

一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统 Download PDF

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CN112462601A CN202010546633.8A CN202010546633A CN112462601A CN 112462601 A CN112462601 A CN 112462601A CN 202010546633 A CN202010546633 A CN 202010546633A CN 112462601 A CN112462601 A CN 112462601A
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Abstract

本发明涉及一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统。该方法包括:建立晶圆扫描平台系统模型;获取晶圆扫描平台系统的反馈信号和参考信号;根据上述信号确定晶圆扫描平台的位置误差;根据位置误差设计分数阶滑模面;对分数阶滑模面进行求导处理得到求导处理后的数据;根据求导处理后的数据和晶圆扫描平台系统模型得到等效控制率;确定趋近控制率;根据等效控制率和趋近控制率确定最终控制率;根据最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。本发明能够解决现有控制方法在晶圆扫描平台上控制精度不够、鲁棒性不足的问题。

Description

一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统
技术领域
本发明涉及芯片制造与运动控制领域,特别是涉及一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统。
背景技术
在信息时代,集成电路芯片是现代电子工业中必不可少的电子元器件。集成电路芯片的生产步骤之一是光刻,涉及到光复印工艺,即将掩模版上的电路图形通过激光精确地聚焦在晶圆表面的光致抗蚀剂薄层上,在晶圆表面形成电路图形阵列。其详细过程如图1所示:由激光发生器产生的激光束照过掩模版,之后通过透镜组进行聚焦,聚焦后的激光打在晶圆表面,完成一次光复印扫描操作。之后掩模版和晶圆扫描平台调整位置,重复以上操作,将不同的电路图形复印在晶圆的不同位置。在此过程中,晶圆位置的调整由晶圆扫描平台来完成。而由于晶圆上电路图形阵列的尺寸极小,因此该过程对晶圆扫描平台的精度提出了极高的要求,进而对晶圆扫描平台控制算法的精度提出了很高的要求。此外,由于该操作过程往往处于工厂环境下,环境中普遍存在不确定性和噪声,因此,现有的控制方法在晶圆扫描平台上控制精度不够、鲁棒性不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统,能够解决现有控制方法在晶圆扫描平台上控制精度不够、鲁棒性不足的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,包括:
建立晶圆扫描平台系统模型,所述晶圆扫描平台系统模型的输入为晶圆扫描平台控制器的输出,输出为晶圆扫描平台的位置;
获取所述晶圆扫描平台系统实际位置的反馈信号和所述晶圆扫描平台系统参考位置的参考信号;
根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差;
根据所述位置误差,设计分数阶滑模面;
对所述分数阶滑模面进行求导处理,得到求导处理后的数据;
根据所述求导处理后的数据和所述晶圆扫描平台系统模型,得到等效控制率;
确定趋近控制率;
根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率;
根据所述最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。
可选的,所述根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差,具体包括:
根据所述反馈信号和所述参考信号采用公式e=p-r,确定晶圆扫描平台的位置误差;
其中,p为晶圆扫描平台实际位置的反馈信号,r为晶圆扫描平台参考位置的参考信号,e为晶圆扫描平台的位置误差。
可选的,所述根据所述位置误差设计分数阶滑模面,具体包括:
根据所述位置误差,设计分数阶滑模面:
Figure BDA0002540942050000021
Figure BDA0002540942050000022
其中,k1、k2和ξ均为需要调整的面向晶圆扫描平台的控制器参数,0<ξ<1,Dξ-1为分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,s为滑模变量,e为晶圆扫描平台的位置误差。
可选的,所述确定趋近控制率,具体包括:
设计变增益函数
Figure BDA0002540942050000023
其中,a1、a2、b1和b2均为待调整的参数;
设计趋近控制率表达式,所述趋近控制率表达式为:
Figure BDA0002540942050000024
Figure BDA0002540942050000025
其中,Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure BDA0002540942050000026
Figure BDA0002540942050000031
Figure BDA0002540942050000032
为驱动力与电流比值的标称值;
根据所述趋近控制率表达式,确定趋近控制率。
可选的,所述根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率,具体包括:
根据所述等效控制率和所述趋近控制率采用公式u=ueq+usw,确定最终控制率;
其中,u为最终控制率,ueq为等效控制率,usw为趋近控制率。
一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统,包括:
晶圆扫描平台系统模型建立模块,用于建立晶圆扫描平台系统模型,所述晶圆扫描平台系统模型的输入为晶圆扫描平台控制器的输出,输出为晶圆扫描平台的位置;
反馈信号、参考信号获取模块,用于获取所述晶圆扫描平台系统实际位置的反馈信号和所述晶圆扫描平台系统参考位置的参考信号;
位置误差确定模块,用于根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差;
分数阶滑模面设计模块,用于根据所述位置误差,设计分数阶滑模面;
求导处理模块,用于对所述分数阶滑模面进行求导处理,得到求导处理后的数据;
等效控制率确定模块,用于根据所述求导处理后的数据和所述晶圆扫描平台系统模型,得到等效控制率;
趋近控制率确定模块,用于确定趋近控制率;
最终控制率确定模块,用于根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率;
参数调整模块,用于根据所述最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。
可选的,所述位置误差确定模块,具体包括:
位置误差确定单元,用于根据所述反馈信号和所述参考信号采用公式e=p-r,确定晶圆扫描平台的位置误差;
其中,p为晶圆扫描平台实际位置的反馈信号,r为晶圆扫描平台参考位置的参考信号,e为晶圆扫描平台的位置误差。
可选的,所述分数阶滑模面设计模块,具体包括:
分数阶滑模面设计单元,用于根据所述位置误差,设计分数阶滑模面:
Figure BDA0002540942050000041
Figure BDA0002540942050000042
其中,k1、k2和ξ均为需要调整的面向晶圆扫描平台的控制器参数,0<ξ<1,Dξ-1为分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,s为滑模变量,e为晶圆扫描平台的位置误差。
可选的,所述趋近控制率确定模块,具体包括:
函数设计单元,用于设计变增益函数
Figure BDA0002540942050000043
Figure BDA0002540942050000044
其中,a1、a2、b1和b2均为待调整的参数;
趋近控制率设计单元,用于设计趋近控制率表达式,所述趋近控制率表达式为:
Figure BDA0002540942050000045
其中,Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure BDA0002540942050000046
Figure BDA0002540942050000047
Figure BDA0002540942050000048
为驱动力与电流比值的标称值;
趋近控制率确定单元,用于根据所述趋近控制率表达式,确定趋近控制率。
可选的,所述最终控制率确定模块,具体包括:
最终控制率确定单元,用于根据所述等效控制率和所述趋近控制率采用公式u=ueq+usw,确定最终控制率;
其中,u为最终控制率,ueq为等效控制率,usw为趋近控制率。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
1、本发明和晶圆扫描平台其他控制方法相比,该控制方法具有鲁棒性强的特点,可以在存在模型参数不确定性和环境干扰的情况下,依然保持高控制精度。
2、本发明和晶圆扫描平台其他控制方法相比,该控制方法的控制参数中引入了加速度的函数,使得晶圆扫描平台在跟踪不同加速度的参考信号时,以及跟踪同一参考信号的不同时间段内都保持很高的精度。该优点在实际生产过程中很有意义,可有效提升有效扫描时间。
3、本发明和传统滑模控制方法相比,本发明通过设计全新的滑模面和趋近控制率,使得控制器的响应快速且平滑,可以有效提升晶圆扫描平台在跟踪各类扫描信号时的精度。本发明通过同时引入超螺旋算法控制率和分数阶微积分,解决了滑模控制中普遍存在的抖震问题,保护了系统硬件设备的同时也提升了系统的控制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明光复印工艺中涉及的设备;
图2为本发明面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法流程图;
图3为本发明方法和两种传统方法在实验中的扫描位置误差;
图4为本发明面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法及系统,能够解决现有控制方法在晶圆扫描平台上控制精度不够、鲁棒性不足的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明针对常规控制算法精度不够,鲁棒性较差的缺点,结合晶圆扫描平台的物理模型,提出全新的晶圆扫描平台精密鲁棒的控制方法。
图2为本发明面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法流程图。如图2所示,一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法包括:
步骤101:建立晶圆扫描平台系统模型,所述晶圆扫描平台系统模型的输入为晶圆扫描平台控制器的输出,输出为晶圆扫描平台的位置。
步骤102:获取所述晶圆扫描平台系统实际位置的反馈信号和所述晶圆扫描平台系统参考位置的参考信号。
步骤103:根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差,具体包括:
根据所述反馈信号和所述参考信号采用公式e=p-r,确定晶圆扫描平台的位置误差。
其中,p为晶圆扫描平台实际位置的反馈信号,r为晶圆扫描平台参考位置的参考信号,e为晶圆扫描平台的位置误差。
步骤104:根据所述位置误差,设计分数阶滑模面,具体包括:
根据所述位置误差,设计分数阶滑模面:
Figure BDA0002540942050000061
Figure BDA0002540942050000062
其中,k1、k2和ξ均为需要调整的面向晶圆扫描平台的控制器参数,Dξ-1为分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,可提前选择,也可根据系统的情况进行调参,s为滑模变量,e为晶圆扫描平台的位置误差。
步骤105:对所述分数阶滑模面进行求导处理,得到求导处理后的数据。
步骤106:根据所述求导处理后的数据和所述晶圆扫描平台系统模型,得到等效控制率。
步骤107:确定趋近控制率,具体包括:
设计变增益函数
Figure BDA0002540942050000071
其中,a1、a2、b1和b2均为待调整的参数。
设计趋近控制率表达式,所述趋近控制率表达式为:
Figure BDA0002540942050000072
Figure BDA0002540942050000073
其中,Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure BDA0002540942050000074
Figure BDA0002540942050000075
Figure BDA0002540942050000076
为驱动力与电流比值的标称值。
根据所述趋近控制率表达式,确定趋近控制率。
步骤108:根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率,具体包括:
根据所述等效控制率和所述趋近控制率采用公式u=ueq+usw,确定最终控制率。
其中,u为最终控制率,ueq为等效控制率,usw为趋近控制率。
步骤109:根据所述最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。
本发明针对常规控制算法精度不够,鲁棒性较差的缺点,结合晶圆扫描平台的物理模型,提出全新的晶圆扫描平台精密鲁棒的控制方法。具备下列优点:
1、和晶圆扫描平台其他控制方法相比,该控制方法具有鲁棒性强的特点,可以在存在模型参数不确定性和环境干扰的情况下,依然保持高控制精度。
2、和晶圆扫描平台其他控制方法相比,该控制方法的控制参数中引入了加速度的函数,使得晶圆扫描平台在跟踪不同加速度的参考信号时,以及跟踪同一参考信号的不同时间段内都保持很高的精度。该优点在实际生产过程中很有意义,可有效提升有效扫描时间。
3、和传统滑模控制方法相比,本发明通过设计全新的滑模面和趋近控制率,使得控制器的响应快速且平滑,可以有效提升晶圆扫描平台在跟踪各类扫描信号时的精度。本发明通过同时引入超螺旋算法控制率和分数阶微积分,解决了滑模控制中普遍存在的抖震问题,保护了系统硬件设备的同时也提升了系统的控制精度。
实施例1:
本实施例所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,包括以下步骤:
步骤一:针对晶圆扫描平台,建立精密的系统模型,该模型的输入应当为电流,输出为晶圆扫描平台的位置。该系统模型可以表示为
Figure BDA0002540942050000081
其中
Figure BDA0002540942050000082
是晶圆扫描平台的加速度,v是晶圆扫描平台的速度,Kv是粘滞摩擦力项,K是驱动力与电流的比值,m为晶圆扫描平台的质量,u是控制器的输出,d是系统中存在的噪声和不确定性。转步骤二。
步骤二:根据反馈信号和参考信号计算晶圆扫描平台的位置误差,基于位置误差设计分数阶滑模面。其位置误差可以表示为e=p-r,其中p是晶圆扫描平台的实际位置,r是晶圆扫描平台的参考位置。设计的分数阶滑模面表示为
Figure BDA0002540942050000083
其中k,k2,ξ均为需要整定的控制器参数,Dξ-1是分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,可提前选择,也可根据系统的情况进行调参。
步骤三:将分数阶滑模面进行求导处理,令其导数等于0,代入步骤一中所得的系统模型,得到等效控制率,其等效控制率可表示为
Figure BDA0002540942050000084
Figure BDA0002540942050000085
其中
Figure BDA0002540942050000086
是Tv的标称值,
Figure BDA0002540942050000087
步骤四:设计函数
Figure BDA0002540942050000088
其中a1,a2,b1和b2是待调整参数。
步骤五:设计趋近控制率为
Figure BDA0002540942050000089
其中Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure BDA00025409420500000810
Figure BDA0002540942050000091
步骤六:最终的控制率为等效控制率和趋近控制率的加和,表示为u=ueq+usw
步骤七:根据仿真或实验结果,整定控制器参数k1,k2,a1,a2,b1,b2,直到达到满意结果为止。
实施例2:本实施例是对实施例1所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法作进一步说明,本实施例中,分数阶算子的计算方式表示为
Figure BDA0002540942050000092
Figure BDA0002540942050000093
其中ξ>0,
Figure BDA0002540942050000094
是伽马函数。
实施例3:本实施例是实施例1所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法的另一种形式,本实施例中,实施例1中的所有步骤均可以用离散的形式表示,并在数字控制器中实现。本实施例包含以下步骤:
步骤一:针对晶圆扫描平台,建立精密的系统模型,该模型的输入应当为电流,输出为晶圆扫描平台的位置。该系统模型可以表示为
Figure BDA0002540942050000095
Figure BDA0002540942050000096
其中
Figure BDA0002540942050000097
是晶圆扫描平台当前时刻速度的前向差分,近似为当前的加速度,vk是晶圆扫描平台的当前时刻的速度,Kv是粘滞摩擦力项,K是驱动力与电流的比值,m为晶圆扫描平台的质量,u是控制器的输出,T是采样周期。转步骤二。
步骤二:根据反馈信号和参考信号计算晶圆扫描平台的位置误差,基于位置误差设计分数阶滑模面。其位置误差可以表示为ek=pk-rk,其中pk是晶圆扫描平台的实际位置,rk是晶圆扫描平台的参考位置。设计的分数阶滑模面表示为
Figure BDA0002540942050000098
其中k1,k2,ξ均为需要整定的控制器参数,Δξ-1是分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,可提前选择,也可根据系统的情况进行调参。
步骤三:将分数阶滑模面进行求导处理,令其导数等于0,代入步骤一中所得的系统模型,得到等效控制率,其等效控制率可表示为
Figure BDA0002540942050000099
Figure BDA0002540942050000101
其中
Figure BDA0002540942050000102
是Tv的标称值,
Figure BDA0002540942050000103
步骤四:设计变增益函数
Figure BDA0002540942050000104
其中a1,a2,b1和b2是待调整参数。
步骤五:设计趋近控制率为
Figure BDA0002540942050000105
其中
Figure BDA0002540942050000106
步骤六:最终的控制率为等效控制率和趋近控制率的加和,表示为uk=ueq,k+usw,k
步骤七:根据仿真或实验结果,整定控制器参数k1,k2,a1,a2,b1,b2,直到达到满意结果为止。
实施例4:本实施例是对实施例3所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法作进一步说明,本实施例中,分数阶差分的计算方式为
Figure BDA0002540942050000107
Figure BDA0002540942050000108
其中ξ是任意实数,当j=0时,g(ξ,j)=1,当j为其他数时,
Figure BDA0002540942050000109
实施例5:本实施例是对实施例4中分数阶差分的计算方式的进一步说明,在实际系统中Δξf(k)也可计算为
Figure BDA00025409420500001010
其中L为预设的正整数。L的大小可根据数字控制器系统内存和计算效率等进行确定,若内存较大且计算效率较高,则可选择较大的取值。其他内容与实施例4相同。
实施例6:本实施例是对实施例1中步骤四的进一步说明,本实施例中,函数h1和h2为可变增益,可以根据实际情况设计为加速度以及速度的函数。变增益函数h1和h2在连续时间下具有形式
Figure BDA00025409420500001011
Figure BDA00025409420500001012
其他步骤与实施例1相同。
实施例7:本实施例是对实施例3中步骤四的进一步说明,本实施方式中,变增益函数h1和h2在离散时间下具有形式
Figure BDA00025409420500001013
Figure BDA00025409420500001014
其他步骤与实施例3相同。
实施例8:本实施例是对实施例1或实施例3中步骤五的进一步说明,其中的α(s)或α(sk)可表示为其他函数形式。当α(s)或α(sk)为s或sk的增函数时,控制器有着更好的性能。但其他函数形式不能保证控制器的全局收敛性,会为步骤七中参数的整定引入一定的困难。其他步骤与实施例1或实施例3相同。
实施例9:本实施例是对实施例1或实施例3中步骤一的进一步说明,本实施例中,晶圆扫描平台可以有其他形式的系统模型。因为系统模型的改变,步骤三中的等效控制率做相应变化。其他步骤与实施例1或实施例3相同。
实施例10:
本实施例是以某型直线电机驱动的晶圆扫描平台的实际扫描过程为例进行的实验。在该实验中,扫描长度被设定为5mm,扫描速度设定为100mm/s,扫描保持时间为100ms,最大加速度为750mm/s2。图3中的曲线为本方法和两种传统方法的对比。可以看出,在整个扫描过程中,本发明方法相对于传统方法的精度有着很大的提升。
图4为本发明面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统结构图。如图4所示,一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统包括:
晶圆扫描平台系统模型建立模块201,用于建立晶圆扫描平台系统模型,所述晶圆扫描平台系统模型的输入为晶圆扫描平台控制器的输出,输出为晶圆扫描平台的位置。
反馈信号、参考信号获取模块202,用于获取所述晶圆扫描平台系统实际位置的反馈信号和所述晶圆扫描平台系统参考位置的参考信号。
位置误差确定模块203,用于根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差。
分数阶滑模面设计模块204,用于根据所述位置误差,设计分数阶滑模面。
求导处理模块,用于对所述分数阶滑模面进行求导处理,得到求导处理后的数据。
等效控制率确定模块205,用于根据所述求导处理后的数据和所述晶圆扫描平台系统模型,得到等效控制率。
趋近控制率确定模块206,用于确定趋近控制率。
最终控制率确定模块207,用于根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率。
参数调整模块208,用于根据所述最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。
所述位置误差确定模块203,具体包括:
位置误差确定单元,用于根据所述反馈信号和所述参考信号采用公式e=p-r,确定晶圆扫描平台的位置误差。
其中,p为晶圆扫描平台实际位置的反馈信号,r为晶圆扫描平台参考位置的参考信号,e为晶圆扫描平台的位置误差。
所述分数阶滑模面设计模块204,具体包括:
分数阶滑模面设计单元,用于根据所述位置误差,设计分数阶滑模面:
Figure BDA0002540942050000121
Figure BDA0002540942050000122
其中,k1、k2和ξ均为需要调整的面向晶圆扫描平台的控制器参数,0<ξ<1,Dξ-1为分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,可提前选择,也可根据系统的情况进行调参,s为滑模变量,e为晶圆扫描平台的位置误差。
所述趋近控制率确定模块206,具体包括:
函数设计单元,用于设计变增益函数
Figure BDA0002540942050000123
Figure BDA0002540942050000124
其中,a1、a2、b1和b2均为待调整的参数。
趋近控制率设计单元,用于设计趋近控制率表达式,所述趋近控制率表达式为:
Figure BDA0002540942050000125
其中,Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure BDA0002540942050000126
Figure BDA0002540942050000131
Figure BDA0002540942050000132
为驱动力与电流比值的标称值。
趋近控制率确定单元,用于根据所述趋近控制率表达式,确定趋近控制率。
所述最终控制率确定模块207,具体包括:
最终控制率确定单元,用于根据所述等效控制率和所述趋近控制率采用公式u=ueq+usw,确定最终控制率。
其中,u为最终控制率,ueq为等效控制率,usw为趋近控制率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,其特征在于,包括:
建立晶圆扫描平台系统模型,所述晶圆扫描平台系统模型的输入为晶圆扫描平台控制器的输出,输出为晶圆扫描平台的位置;
获取所述晶圆扫描平台系统实际位置的反馈信号和所述晶圆扫描平台系统参考位置的参考信号;
根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差;
根据所述位置误差,设计分数阶滑模面;
对所述分数阶滑模面进行求导处理,得到求导处理后的数据;
根据所述求导处理后的数据和所述晶圆扫描平台系统模型,得到等效控制率;
确定趋近控制率;
根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率;
根据所述最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。
2.根据权利要求1所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,其特征在于,所述根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差,具体包括:
根据所述反馈信号和所述参考信号采用公式e=p-r,确定晶圆扫描平台的位置误差;
其中,p为晶圆扫描平台实际位置的反馈信号,r为晶圆扫描平台参考位置的参考信号,e为晶圆扫描平台的位置误差。
3.根据权利要求1所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,其特征在于,所述根据所述位置误差设计分数阶滑模面,具体包括:
根据所述位置误差,设计分数阶滑模面:
Figure FDA0002540942040000011
Figure FDA0002540942040000012
其中,k1、k2和ξ均为需要调整的面向晶圆扫描平台的控制器参数,0<ξ<1,Dξ-1为分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,s为滑模变量,e为晶圆扫描平台的位置误差。
4.根据权利要求1所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,其特征在于,所述确定趋近控制率,具体包括:
设计变增益函数
Figure FDA0002540942040000021
其中,a1、a2、b1和b2均为待调整的参数;
设计趋近控制率表达式,所述趋近控制率表达式为:
Figure FDA0002540942040000022
Figure FDA0002540942040000023
其中,Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure FDA0002540942040000024
Figure FDA0002540942040000025
Figure FDA0002540942040000026
为驱动力与电流比值的标称值;
根据所述趋近控制率表达式,确定趋近控制率。
5.根据权利要求1所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制方法,其特征在于,所述根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率,具体包括:
根据所述等效控制率和所述趋近控制率采用公式u=ueq+usw,确定最终控制率;
其中,u为最终控制率,ueq为等效控制率,usw为趋近控制率。
6.一种面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统,其特征在于,包括:
晶圆扫描平台系统模型建立模块,用于建立晶圆扫描平台系统模型,所述晶圆扫描平台系统模型的输入为晶圆扫描平台控制器的输出,输出为晶圆扫描平台的位置;
反馈信号、参考信号获取模块,用于获取所述晶圆扫描平台系统实际位置的反馈信号和所述晶圆扫描平台系统参考位置的参考信号;
位置误差确定模块,用于根据所述反馈信号和所述参考信号,确定晶圆扫描平台的位置误差;
分数阶滑模面设计模块,用于根据所述位置误差,设计分数阶滑模面;
求导处理模块,用于对所述分数阶滑模面进行求导处理,得到求导处理后的数据;
等效控制率确定模块,用于根据所述求导处理后的数据和所述晶圆扫描平台系统模型,得到等效控制率;
趋近控制率确定模块,用于确定趋近控制率;
最终控制率确定模块,用于根据所述等效控制率和所述趋近控制率,确定最终控制率;
参数调整模块,用于根据所述最终控制率对晶圆扫描平台控制器的相关参数进行调整。
7.根据权利要求6所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统,其特征在于,所述位置误差确定模块,具体包括:
位置误差确定单元,用于根据所述反馈信号和所述参考信号采用公式e=p-r,确定晶圆扫描平台的位置误差;
其中,p为晶圆扫描平台实际位置的反馈信号,r为晶圆扫描平台参考位置的参考信号,e为晶圆扫描平台的位置误差。
8.根据权利要求6所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统,其特征在于,所述分数阶滑模面设计模块,具体包括:
分数阶滑模面设计单元,用于根据所述位置误差,设计分数阶滑模面:
Figure FDA0002540942040000031
Figure FDA0002540942040000032
其中,k1、k2和ξ均为需要调整的面向晶圆扫描平台的控制器参数,0<ξ<1,Dξ-1为分数阶微分算子,sig(·)*=sgn(·)|·|*,a为0到1之间的常数,s为滑模变量,e为晶圆扫描平台的位置误差。
9.根据权利要求6所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统,其特征在于,所述趋近控制率确定模块,具体包括:
函数设计单元,用于设计变增益函数
Figure FDA0002540942040000033
Figure FDA0002540942040000034
其中,a1、a2、b1和b2均为待调整的参数;
趋近控制率设计单元,用于设计趋近控制率表达式,所述趋近控制率表达式为:
Figure FDA0002540942040000041
其中,Φ1(s)=|s|α(s)sgn(s),
Figure FDA0002540942040000042
Figure FDA0002540942040000043
Figure FDA0002540942040000044
为驱动力与电流比值的标称值;
趋近控制率确定单元,用于根据所述趋近控制率表达式,确定趋近控制率。
10.根据权利要求6所述的面向晶圆扫描平台的精密鲁棒控制系统,其特征在于,所述最终控制率确定模块,具体包括:
最终控制率确定单元,用于根据所述等效控制率和所述趋近控制率采用公式u=ueq+usw,确定最终控制率;
其中,u为最终控制率,ueq为等效控制率,usw为趋近控制率。
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何克胜: "永磁同步电机分数阶滑模控制技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》 *

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