[发明专利]线性电机平台的控制方法以及控制装置

说明书

本发明提供一种设计的流程、控制器的调整容易，无需有关控制理论的特别的知识，能够高精度且高速的定位的基于NCTF控制方法的线性电机平台的控制方法以及控制装置。在平板上设置有能够移动的工作台的线性电机平台上进行定位时，通过使用了名义特性轨迹的NCTF控制，使工作台跟随源于平板的振动，抑制在使工作台跟随平板的振动的过程中所发生的高频振动，所述名义特性轨迹由开环实验得到，所述开环实验使用向所述线性电机平台的输入信号。向NCTF控制加入前馈控制。以抑制平台对相对于工作台的平板的相对性运动的、源于平板的振动的影响的控制为对象。

技术区域

本发明涉及控制线性电机平台的位置的方法以及装置。

背景技术

用于机床、测定器、半导体制造装置等的工业用机器的线性电机平台，在现场发挥着重要的作用。由于该线性电机平台的运动精度对产品的品质以及特性带来巨大影响，从而对高精度且高速的定位的要求在提高。

一直以来，设计、调整比较简单且操作容易的PID控制在精密机构中被广泛使用，但近年很难达成严格的要求性能，从而寻求能够保持便利性的同时实现高性能的控制方法。

发明内容

在需要进行高精度定位的情况下，虽然通常是固定在具有足够刚性的平板上，但是高加速度运动的必要性逐年增高，包含了平板的装置整体的振动问题显著化，对其进行抑制成为重要的问题。作为抑制平台源于平板等的振动的方法，有利用在大质量的平台与高刚性的支柱的组合加入嵌入驱动器的主动隔振装置或者反作用力补偿装置的方法。但是，由于存在装置大型化且成本提升的问题，只能用于允许它的机构。因此，作为控制性的对策，使用高级控制(游动方式控制或者利用了干扰观测器的鲁棒控制等)进行控制以改变现在主流的PID控制。但是，需要事前进行建模，还需要作为基础的控制理论的足够的知识等，并未彻底普及。

但是，作为兼顾高精度和容易操作的控制系统设计方法，已知通过简单的开环实验与控制参数调整设计高精度定位控制系统的NCTF(Nominal CharacteristicTrajectory Following)控制法。但是，即使在该NCTF控制法中，也尚未解决显著化的振动问题。

本发明是鉴于这样的情况而进行的，其目的在于：提供一种设计的流程、控制器的调整容易，无需有关控制理论的特别的知识，能够高精度且高速的定位的、根据NCTF控制法的线性电机平台的控制方法以及控制装置。

本发明的其他目的在于：提供一种降低平板振动对平板、工作台之间的相对位移产生的影响，提升相对于平板的工作台的刚性，由于工作台跟随平板振动而相对位移上未出现平板振动的影响的、根据NCTF控制法的线性电机平台的控制方法以及控制装置。

本发明的线性电机平台的控制方法，其特征在于，是控制线性电机平台的位置的方法，所述线性电机平台在平板设置有能够移动的工作台，使用基于名义特性轨迹进行控制的NCTF控制系统的同时，使所述工作台跟随所述平板的振动，抑制使所述工作台跟随所述平板的振动的过程中所发生的高频振动，所述名义特性轨迹由使用向所述线性电机平台的输入信号的开环实验得到。

本发明的线性电机平台的控制装置，是控制线性电机平台的位置的装置，所述线性电机平台在平板设置有能够移动的工作台，所述线性电机平台的控制装置具备：NCTF控制系统，其基于名义特性轨迹进行控制，所述名义特性轨迹由使用向所述线性电机平台的输入信号的开环实验得到；第一控制部，其使所述工作台跟随所述平板的振动；以及第二控制部，其抑制使所述工作台跟随所述平板的振动的过程中所发生的高频振动。

在本发明中，利用NCTF控制并使工作台跟随平板的振动，抑制使工作台跟随平板的振动的过程中所发生的高频振动。因此，实施线性电机平台的高精度且高速的定位。

本发明的线性电机平台的控制方法，其特征在于，向所述NCTF控制加入前馈控制。