高速高精度大行程纳米定位系统的线性自抗扰控制研究

项目名称： 高速高精度大行程纳米定位系统的线性自抗扰控制研究

项目编号： No.61403006

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 魏伟

作者单位： 北京工商大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 高速高精度纳米定位控制是原子力显微镜成像、大容量硬盘信息存取、集成电路制造等诸多领域的关键技术。现有控制算法大多依据模型设计，然而精确模型难以获得，各种干扰亦使系统性能降低。因此，基于模型的控制策略提高定位性能的效果有限、工程应用困难。线性自抗扰控制具有对模型依赖小、抗干扰性强、易于工程实现的优势。借助线性自抗扰控制的优势，项目1）研究线性自抗扰控制补偿迟滞以提高定位精度的理论依据；2）研究线性自抗扰控制增大闭环带宽以提高定位速度的机制，并提出线性自抗扰与积分谐振的复合控制策略，探索复合控制获得更快定位速度的规律；3）研究噪声对定位精度的影响，提出兼顾定位速度和定位精度的线性自抗扰控制最优设计方法。项目成果将突破谐振频率和谐振峰值对定位速度的双重限制，揭示噪声对定位精度的影响规律，为高速高精度大行程纳米定位系统的线性自抗扰控制设计提供理论依据，为发展实用型高速高精度纳米定位控制提供新思路。

中文关键词： 自抗扰控制；迟滞；ITAE最优；时变扩张状态观测器；纳米定位

英文摘要： High-speed and high-precision nanopositioning control is of great significance in many applications, as it is the key factor of imaging in Atomic Force Microscope, reading and writing data in high-storage-capacity hard-disk drives, manufacturing of integr

英文关键词： Active disturbance rejection control；Hysteresis；ITAE optimal；Time varying extended state observer；Nanopositioning