[发明专利]运动台控制系统、运动台系统与曝光装置

说明书

本发明提供了一种运动台控制系统、运动台系统与曝光装置，其中的控制系统，包括运动台、测量系统、PID控制器，所述PID控制器包括积分模块、比例增益模块以及微分模块，所述输入误差经所述比例增益模块处理后分别输入至微分模块以及积分模块，所述PID控制器综合所述比例增益模块、微分模块以及积分模块的输出量得到控制量；其中，所述积分模块包括重置积分器和常规积分器，所述重置积分器用以针对输入的经所述比例增益模块处理后的输入误差，进行相应的积分处理后输出，所述积分模块基于重置被引入的比例与未被引入的比例，并结合所述重置积分器与所述常规积分器的输出量后输出信号。

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及一种运动台控制系统、运动台系统与曝光装置。

背景技术

由于PID(Proportional-Integral-Derivative)控制器结构简单易于调试，被广泛运用于光刻机运动台反馈控制系统中。但对于一个闭环控制系统，有些性能限制是无法避免的。对于PID控制器，积分器的作用是为了消除闭环控制系统的稳态误差，但会导致系统响应具有较大的超调和较长的稳态时间。控制器中微分作用可以改善积分作用导致的不良影响，但微分作用过大会使系统无法抑制高频噪声。为了消除积分导致的较大超调和较长稳定时间影响，重置控制(reset control)方法被应用于运动台控制系统中。

重置控制是在PID控制器的基础上，对积分器进行优化。重置控制的原理是在控制器输入值过零时，对积分器当前状态置零。对于运动台控制系统，重置控制就是在控制偏差e(t)＝0时，将积分动作置0。重置控制在运动台系统闭环结构框图如图1中所示。

专利CN201510058161采用了图2中所示的控制结构，为一种结合比例积分与状态重置的控制系统。其优势在于保留控制器积分作用，保证无积分器的系统稳态误差为0。缺点在于其采用一阶重置环节，改变现有PID控制器结构，增加调节参数和调试复杂性。同时未考虑重置机制对系统频域的影响，对于稳定裕度较为临界的实际工件台系统来说，若重置机制改变了系统频域性能而导致系统无法收敛，带来的后果是严重的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何保证系统的调试自由度，精调运动台性能。

为了解决以上技术问题，本发明的第一方面提供了一种运动台控制系统、运动台系统与曝光装置，包括运动台、测量系统、PID控制器，所述PID控制器以所述运动台检测到的位置观测值与位置设定值之间的误差作为输入误差，控制所述运动台的运动位置，所述PID控制器包括积分模块、比例增益模块以及微分模块，所述输入误差经所述比例增益模块处理后分别输入至微分模块以及积分模块，所述PID控制器综合所述比例增益模块、微分模块以及积分模块的输出量得到控制量；

其中，所述积分模块包括重置积分器和常规积分器，所述常规积分器用以针对输入的经所述比例增益模块处理后的输入误差，进行相应的积分处理后输出，所述重置积分器用以针对输入的经所述比例增益模块处理后的输入误差，进行相应的积分处理后输出，所述积分模块基于重置被引入的比例与未被引入的比例，并结合所述重置积分器与所述常规积分器的输出量后输出信号。

可选的，所述运动台的运动加速度观测值与加速度设定值之间的加速度误差值被输入至所述重置积分器，进而使得：在当前加速度误差值与上一伺服周期的加速度误差值之间的符号相反时，所述重置积分器的当前状态被重置。

可选的，所述重置积分器还输入有重置积分比例系数单元，所述重置积分比例系数单元用以被调整改变重置的初始状态值。

可选的，所述积分模块还包括重置比例单元与未重置比例单元；

所述重置比例单元用于：以所调整的重置被引入的比例对经所述比例增益模块处理后的输入误差进行处理后输出至所述重置积分器；

所述未重置比例单元用于：以所调整的重置未被引入的比例对经所述比例增益模块处理后的输入误差进行处理后输出至所述常规积分器。