《大行程超精密工作檯測量系統自標定方法研究》是依託清華大學，由胡楚雄擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大行程超精密工作檯測量系統自標定方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：胡楚雄
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超精密工作檯是超精密加工及檢測裝備(如高檔數控工具機和IC製造裝備)的核心部件，其大行程、多維、納米級精度測量系統通常難以找到更高精度的計量工具進行傳統標定。本項目針對大行程超精密工作檯多維測量系統的標定難題，借鑑自標定思路，以大行程超精密自標定方法及其套用面臨的大行程多維自標定算法、隨機誤差抑制、標定算法綜合評估、自標定裝置設計等關鍵環節為突破口，圍繞三個關鍵科學問題：大行程全局自標定精細化模型與系統誤差精確分離、自標定隨機誤差抑制與標定算法綜合評估、輔助裝置特徵設計及測量信息精準提取展開研究。在發展超精密自標定理論和方法的層面上，擬提出一種標定精度高、隨機誤差魯棒性強的基於全局標定坐標系的大行程多維自標定算法，建立自標定算法評估判據，並給出大行程自標定裝置設計方案，為測量標定理論和技術提供有益補充。
結題摘要
超精密工作檯是超精密加工及檢測裝備(如高檔數控工具機和IC 製造裝備)的核心部件，其大行程、納米級、多自由度的超精密測量和控制是實現運動性能要求的必要條件。本項目針對大行程超精密工作檯精密測量系統的多維自標定和超精密運動控制難題開展系列研究。提出了大行程二/三維超精密測量系統的遞推式自標定算法，魯棒地減小隨機測量噪聲的誤差疊加影響，同時還設計構建了輔助標定設備和自標定光學顯微鏡對準系統。所提算法經過仿真和原理樣機的實驗驗證，實現了與測量噪聲水平相當甚至更低的標定精度，為大行程超精密工作檯自標定的工程套用提供了更為有效的參考。在超精密運動控制方面，提出了數據驅動零相位誤差跟蹤前饋控制、基於信號補償的魯棒反饋控制、數據驅動變增益離散滑模控制、神經網路學習型自適應魯棒控制等單自由度軌跡跟蹤控制策略以實現大行程高速運動的納米級運動精度並保證運動過程中對於不確定擾動及測量噪聲的影響魯棒。基於該項目，發表有本項目基金標註的SCI論文23篇，EI論文10篇，授權發明專利20項，英文專著1部（一章），並多次獲得國際國內學術榮譽。
