ZTT运动平台建模与H_∞控制方法的研究

摘要

ZTT（Z-Tilt-Torsion）精密运动平台是构成半导体检测装备的核心部件,其控制性能直接影响了半导体检测的产率.由于ZTT精密运动平台是采用柔性铰链导向组成的多轴运动平台,其存在的非线性和扰动问题给控制器的设计带来了挑战.因此,对于ZTT精密运动平台的控制器研究是非常重要的,目前存在的控制器主要有比例-积分-微分（proportional-integral-derivative,PID）控制、滑模控制和H_∞控制器.其中,当系统存在较强的外部干扰时,PID控制器的性能会下降,甚至导致系统不稳定.滑模控制器虽然可以解决外部干扰问题,但是滑模控制器的切换特性使其对高频噪声和测量误差非常敏感,可能放大这些干扰,难以应用在实际工程.为了解决上述问题,本文采用H_∞控制方法,通过设计H_∞控制器使系统的闭环函数满足一定的H_∞范数约束,从而保证系统的稳定性和性能.通过实验的方式,对PID控制与H_∞控制的效果进行了对比,对于外界扰动表现出良好的抑制效果,能够有效抑制运动台因扰动产生的波动.

关键词

PID控制 / H无穷控制 / 柔性铰链 / 精密运动台 / 鲁棒控制