超精密运动控制中的抗干扰设计
📚 共计 30 章节
01
干扰源全景图
从机械振动到电磁噪声，系统梳理超精密运动控制中常见的干扰类型与耦合路径。
机械
电磁
耦合
02
传感器噪声特性
编码器、光栅尺、电容传感器的噪声模型与频谱分析。
编码器
频谱
建模
03
执行器纹波与死区
电机齿槽转矩、力矩纹波、死区效应的数学描述与补偿思路。
电机
纹波
死区
04
机械谐振与柔性模态
双惯量系统建模、谐振频率识别、陷波滤波器设计。
谐振
陷波器
双惯量
05
接地与屏蔽工程
单点接地、多点接地、屏蔽层接法在精密系统中的应用。
接地
屏蔽
EMC
06
差分信号与共模抑制
RS-422/485、LVDS的原理与布线要点。
差分
LVDS
共模
07
电源噪声抑制
LDO与DC-DC的噪声对比、π型滤波、磁珠选型。
LDO
DC-DC
磁珠
08
ADC采样抗混叠
抗混叠滤波器设计、过采样与均值滤波。
ADC
抗混叠
过采样
09
数字滤波器设计
FIR与IIR滤波器在运动控制中的实时实现。
FIR
IIR
实时
10
观测器基础
龙伯格观测器原理与在速度/位置估计中的应用。
观测器
龙伯格
估计
11
卡尔曼滤波实战
针对编码器噪声的卡尔曼滤波参数整定。
卡尔曼
编码器
整定
12
扰动观测器
DOB结构、Q滤波器设计、稳定性分析。
DOB
Q滤波器
鲁棒
13
前馈补偿
速度前馈、加速度前馈、摩擦前馈的实现与调试。
前馈
加速度
摩擦
14
自适应控制
模型参考自适应控制（MRAC）在参数摄动下的应用。
MRAC
自适应
摄动
15
滑模控制
滑模面设计、抖振抑制方法（边界层、高阶滑模）。
滑模
抖振
高阶
16
迭代学习控制
ILC在重复运动轨迹下的误差收敛。
ILC
重复
收敛
17
H∞鲁棒控制
混合灵敏度问题、加权函数选择。
H∞
灵敏度
加权
18
系统辨识基础
频率响应辨识、最小二乘参数估计。
辨识
最小二乘
频响
19
实时操作系统与抖动
RTOS任务调度、中断延迟对控制周期的影响。
RTOS
抖动
调度
20
FPGA并行加速
用FPGA实现高速数字滤波器与观测器。
FPGA
并行
硬件
21
通信延迟补偿
EtherCAT、Mechatrolink的延迟模型与Smith预估器。
EtherCAT
Smith
延迟
22
热漂移补偿
温度场建模、热膨胀补偿算法。
热漂移
建模
补偿
23
摩擦建模与补偿
Stribeck模型、LuGre模型、摩擦前馈。
Stribeck
LuGre
前馈
24
气浮与磁浮系统
气浮轴承的刚度与阻尼特性、磁悬浮控制。
气浮
磁浮
轴承
25
纳米级定位控制
压电陶瓷迟滞补偿、蠕变补偿。
压电
迟滞
蠕变
26
多轴协同干扰
龙门系统同步误差、交叉耦合控制。
龙门
同步
交叉耦合
27
振动主动控制
加速度反馈、正位置反馈（PPF）控制。
振动
PPF
加速度反馈
28
电磁兼容设计
PCB布局、布线、去耦电容配置。
EMC
PCB
去耦
29
故障诊断与容错
传感器故障检测、执行器故障重构。
诊断
容错
重构
30
综合案例：光刻机工件台
光刻机工件台抗干扰系统设计全流程。
光刻机
工件台
全流程