近日，我院李敏教授科研团队在晶圆检测领域的精密运动控制方面取得重要进展，相关成果以“Data-Based Iterative Tuning of Feedforward Control With Disturbance Compensation for Dual-Drive Gantry Stages in Wafer Inspection”为题，发表于国际权威期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》。
该研究针对晶圆缺陷检测中广泛应用的气浮双驱龙门运动台，提出了一种基于数据迭代整定的前馈控制与扰动补偿方法。该平台采用永磁直线同步电机驱动，依托X/Y方向的高精度轨迹跟踪实现晶圆检测，其跟踪性能直接决定整机检测精度与效率。然而，线缆力、电机固有推力波动等扰动因素，以及运动台本身的复杂动力学特性，对其高精度运动控制构成了严峻挑战。现有控制方法往往难以兼顾任务适应性与抗干扰能力。
本文通过严格的动力学分析，对前馈控制器与扰动补偿器进行参数化建模，并提出一种新的参数迭代整定算法。该算法能够利用实测反馈控制信号，同步更新前馈控制器与扰动补偿器的所有参数，从而实现对线缆力与推力波动的有效补偿。在工业晶圆检测设备的气浮双驱龙门运动台上进行的对比实验表明，所提方法在不同参考轨迹下均表现出良好的鲁棒性与控制精度。与迭代学习控制相比，该方法对参考轨迹变化不敏感；与现有基于数据的迭代前馈整定方法相比，最大跟踪误差和均方根误差分别降低超过12.36倍和8.88倍。该方法易于实现、效果显著，非常适用于晶圆缺陷检测及其他高精度制造与检测领域。
近年来，李敏教授领衔的精密驱动与控制团队围绕精密加工与检测、精密伺服控制等方向开展了系列研究，取得多项创新成果。团队将继续面向产业实际需求，推动学术成果转化，为推动相关领域的发展贡献力量。
该研究成果受到国家自然科学基金面上项目资助。
论文信息：
Title: Data-Based Iterative Tuning of Feedforward Control With Disturbance Compensation for Dual-Drive Gantry Stages in Wafer Inspection
Authors: Taotao Chen, Cuiping Yuan, Min Li*, Xiaoyi Huang, Kun Li
Source: IEEE Transactions on Industrial Electronics
DOI: 10.1109/TIE.2025.3544197
Published online: 05 March 2025
