[发明专利]干扰磁场下电机正弦误差的出力补偿方法及装置有效
申请号: | 202010705724.1 | 申请日: | 2020-07-21 |
公开(公告)号: | CN112003501B | 公开(公告)日: | 2021-11-19 |
发明(设计)人: | 朱煜;杨开明;刘涛;成荣;李鑫;鲁森;雷声 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | H02P5/46 | 分类号: | H02P5/46;H02P5/485 |
代理公司: | 北京鸿元知识产权代理有限公司 11327 | 代理人: | 王迎;袁文婷 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 干扰 磁场 电机 正弦 误差 出力 补偿 方法 装置 | ||
本发明提供一种干扰磁场下电机正弦误差的出力补偿方法及装置,其中的方法包括:采集电机在匀速阶段的控制信号以及位移信号;基于控制信号和位移信号创建空间域正余弦信号,并将正余弦信号转换为对应的时域信号;根据时域信号创建补偿矩阵;根据补偿矩阵确定与补偿矩阵对应的补偿信号;将补偿信号叠加至控制信号内,以对电机进行位移误差补偿。利用上述发明能够提高对电机的跟踪精度,并对电机的出力进行有效补偿,以提高电机的运动控制性能。
技术领域
本发明涉及半导体装备技术领域,更为具体地,涉及一种干扰磁场下电机正弦误差的出力补偿方法及装置。
背景技术
目前,纳米级高精度光刻机是用于制造集成电路的核心设备,工件台作为光刻机设备的关键部件,直接影响晶圆的生产效率及曝光质量。随着光刻技术的深入研究,超精密运动平台由气浮式逐渐向磁浮式发展。磁浮式工件台具有无摩擦,精度高,响应快,可靠性高等优点。采用磁浮与电磁力驱动结构的微动台被广泛应用于超精密工件台系统中,作为工件台的关键子单元,提高它的控制精度对光刻机的发展有重要意义。
现有的超精密工件台系统一般采用粗微叠层结构,粗动台采用磁浮平面电机,固定在粗动台上的线圈作为平面电机动子,底部磁钢阵列作为平面电机定子。磁钢阵列的分布使得在整个运动范围内存在交替的磁场,这时叠加在上层的微动台电机将受到永磁阵列磁场的影响,使得在微动台的各自由度上的轨迹跟踪精度降低,从而影响微动台的运动性能。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种干扰磁场下电机正弦误差的出力补偿方法及装置,以解决目前在微动台的各自由度上的轨迹跟踪精度降低,从而影响微动台的运动性能等问题。
本发明提供的干扰磁场下电机正弦误差的出力补偿方法,包括:采集电机在匀速阶段的控制信号以及位移信号;基于控制信号和位移信号创建空间域正余弦信号,并将正余弦信号转换为对应的时域信号;根据时域信号创建补偿矩阵;根据补偿矩阵确定与补偿矩阵对应的补偿信号;将补偿信号叠加至控制信号内,以对电机进行位移误差补偿。
此外,优选的技术方案是,将补偿信号叠加至控制信号内后,再次采集电机的位移信号,并检测电机的运动误差是否在预设范围内;当运动误差在预设范围内时,表明位移误差补偿完成。
此外,优选的技术方案是,当运动误差超出预设范围时,增加对电机进行位移误差补偿的迭代次数,并重新创建空间域正余弦信。
此外,优选的技术方案是,采集电机在匀速阶段的控制信号包括:电机的加速度范围在±10m/s2以内;电机的速度范围在±100mm/s以内。
此外,优选的技术方案是,空间域正余弦信号包括:
空间域正弦信号表示为:
空间域余弦信号表示为:
其中,p表示磁钢极距,x表示位移信号,k表示迭代次数,k=1,2,3,...,n。
此外,优选的技术方案是,时域信号包括:
时域正弦信号表示为:
时域余弦信号表示为:
其中,ak(t)表示第k次迭代的时域正弦信号,bk(t)表示第k次迭代的时域余弦信号,p表示磁钢极距,x表示位移信号,t表示时间。
此外,优选的技术方案是,补偿矩阵的表示公式为:
M=[a1,b1,a2,b2,...,an,bn]
其中,an表示第n次迭代的时域正弦信号,bn表示第n次迭代的时域余弦信号。
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