Planejamento e controle de trajetória de movimento em escala nanométrica

LI Ailin ,  

LI Jing ,  

摘要

Para melhorar a eficiência e precisão da mesa de trabalho de múltiplos graus de liberdade em equipamentos ultraprécisos, atendendo aos requisitos de precisão na escala nanométrica e aumentando a eficiência na calibração e integração de engenharia, foi proposta uma solução de planejamento de trajetória para mesas de trabalho de múltiplos graus de liberdade. Foram analisados e descritos os cenários de aplicação do processo anterior e as capacidades do sistema eletromecânico, focando nas dificuldades do planejamento de trajetória, propondo métodos para ajustar parâmetros de controle e determinar parâmetros de restrição dinâmica da trajetória. Por meio do algoritmo de evolução diferencial, foram ajustados os parâmetros do controlador de realimentação e, com base no desempenho real de rastreamento do controlador e nas necessidades da aplicação como objetivo de otimização, o algoritmo de Monte Carlo foi usado para otimizar e iterar a trajetória de referência. Finalmente, foi realizada uma comparação experimental com a calibração de engenharia tradicional. Os resultados experimentais mostram que, sob o requisito de precisão de posicionamento repetido do movimento de varredura da mesa <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mo>±</mo><mn mathvariant="normal">5</mn><mtext> </mtext><mi mathvariant="normal">n</mi><mi mathvariant="normal">m</mi><mo>/</mo><mn mathvariant="normal">3</mn><mi>σ</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/AEBD9A0E-8AD3-4346-9D5E-37256CC6BE16-M001.jpg"/><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/AEBD9A0E-8AD3-4346-9D5E-37256CC6BE16-M001c.jpg"/></alternatives></inline-formula>, a solução proposta neste artigo pode fazer com que o erro de rastreamento convirja rapidamente, reduzindo o número de ajustes em cerca de 90%. Essa solução pode melhorar efetivamente a eficiência da calibração e integração de engenharia, garantindo ao mesmo tempo uma precisão ultra alta no posicionamento do movimento.

关键词

Sistemas ultraprécisos; planejamento de trajetória; algoritmo de Monte Carlo; controle de rastreamento; acoplamento de múltiplos graus de liberdade

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