[发明专利]直线运动系统的自适应递归前馈控制方法

说明书

本发明公开了一种直线运动系统的自适应递归前馈控制方法，包括：根据控制直线运动系统的反馈控制器，确定直线运动系统输出误差的功率谱，并根据所述功率谱提取出振动的特征频率；根据提取出的特征频率确定周期性扰动信号的等效扰动力，并根据所述等效扰动力确定估计扰动力的前馈控制信号；基于递归最小二乘算法得到所述傅里叶系数的参数更新律；根据所述参数更新律进行参数迭代，得到最优的傅里叶系数；将最优的傅里叶系数作用下的前馈控制信号输入至直线运动系统中，进行运动控制。本发明极大地缩减了计算量，有效地提高了系统的动态响应性能，具有动态响应快、控制精度高、鲁棒性能好的特点。

技术领域

本发明涉及光刻机中工件台的控制技术领域，具体地，涉及一种直线运动系统的自适应递归前馈控制方法。

背景技术

超精密直线电机是光刻机工件台中实现最终运动精度的关键部件，其控制性能直接决定了光刻机整机的分辨率、生产率等性能。光刻机工件台中直线电机的运动控制至关重要的问题就是如何提高跟踪投影物镜周期振动的快速动态响应能力。目前，常用自适应前馈抵消控制算法提高系统的动态响应能力，但是，现有的自适应前馈抵消控制算法的计算量较大，不便于快速提高动态响应性能。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种直线运动系统的自适应递归前馈控制方法，以提升直线运动系统的动态性能，解决了动态响应缓慢的问题，具有较好的灵敏性和稳态输出特性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述直线运动系统的自适应递归前馈控制方法，包括：

根据控制直线运动系统的反馈控制器，确定直线运动系统输出误差的功率谱，并根据所述功率谱提取出振动的特征频率；

根据提取出的特征频率确定周期性扰动信号的等效扰动力，并根据所述等效扰动力确定估计扰动力的前馈控制信号，其中，所述前馈控制信号通过带有傅里叶系数的正弦和表示；

基于递归最小二乘算法得到所述傅里叶系数的参数更新律；

根据所述参数更新律进行参数迭代，得到最优的傅里叶系数；

将最优的傅里叶系数作用下的前馈控制信号输入至直线运动系统中，进行运动控制。

优选地，所述傅里叶系数的参数更新律如下式所示：

P(n)＝ρ^-1[P(n-1)-g(n)x(n)^TP(n-1)]

其中，u(n)表示第n时刻估计扰动力的前馈控制信号，n表示时刻，i表示特征频率的索引，N表示特征频率的个数，和表示自适应参数，ω_i表示第i个特征频率，w(n)表示系数矩阵，T表示矩阵转置，x(n)表示自变量矩阵，g(n)表示增益向量，ρ表示带权因子，P(n)表示逆相关矩阵，表示先验误差。

优选地，先验误差通过下式表示：

其中，表示先验误差，表示扰动信号的观测值，x(n)表示自变量矩阵，T表示矩阵转置，w(n-1)表示系数矩阵。

优选地，周期性扰动信号的等效扰动力通过下式表示：

其中，F_d(t)表示等效扰动力，ω_i表示等效扰动力F_d(t)的特征频率，N为特征频率的个数，a_i和b_i为傅里叶系数，t表示时间。

优选地，估计扰动力的前馈控制信号通过下式表示：