激光直寫技術是一種近年來應用廣泛的超精密加工技術,。該技術是一種利用強度可變的激光束,在基片表面實施有規(guī)則的高精度掃描,。在掃描過程中,光刻基片隨載物平臺而運動,。因此影響光刻元件的質量取決于載物平臺的定位精度以及運動的穩(wěn)定性,,影響光刻元件的快速性取決于系統(tǒng)的響應度。
基于數字式伺服的運動控制器是超精密定位系統(tǒng)的關鍵,。由于數字伺服濾波器是數字式伺服的運動控制器的核心,從而數字伺服濾波器的設計將影響系統(tǒng)的定位精度,。
數字伺服濾波器是指系統(tǒng)的閉環(huán)控制與調節(jié)采用數字技術,,所有控制調節(jié)實現軟件化。調節(jié)器的全部軟件化使控制理論中很多控制思想和手段得以應用,。同時利用軟件很容易完成參數的自由化和故障的自診斷功能,,使系統(tǒng)控制性能大大提高,從而克服了模擬型閉環(huán)伺服系統(tǒng)對微弱信號的信噪難分離,、控制精度難提高、容易受機械摩擦和溫度影響,,位置環(huán)控制產生零點漂移誤差等缺點。
在位置PID調節(jié)器中比例增益Kp的大小決定系統(tǒng)的快速性,,積分增益Ki的作用是消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差,。微分增益Kd的作用是增加阻尼,,減少振蕩。調節(jié)過程是先調節(jié)Kp,,再調節(jié)Ki,,然后調節(jié)Kd,。第1次設定Ki增益時,,如果把Ki設定為一非O值將引起突然的“跳躍”,。為避免這種情況,,需要把積分限(積分部分的飽和控制器)設置為0,Ki設定為期望值,,再設置積分限到期望的積分限。這樣就清除了所有以前的積分值,,從而使積分從前一個點開始平穩(wěn)運算,。接著調節(jié)Kvff,,Kaff,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度,。最后調節(jié)Kf,,從而克服摩擦力的影響。
激光直寫在啟動階段調節(jié)Kvff,,Kaff過大會使速度過快而導致位置過沖。在減速階段調節(jié)Kvff,,Kaff過小,,會使定位時間過長,。根據*控制思想,如果系統(tǒng)按照最大加速度啟動,,最大速度運動,,最大減速度制動,,就可以以最短時間無超調地達到協(xié)調點。因此,參數調節(jié)時應按照啟動,,勻速,,減速3個階段分別設置,。
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