01
运动控制概述
什么是超精密运动控制、应用领域（光刻机、晶圆检测、精密加工）、核心挑战与性能指标。
概念光刻机
02
运动控制系统架构
上位机、运动控制器、驱动器、执行器（电机）、反馈传感器（光栅尺、编码器）的层级关系。
架构传感器
03
坐标系与运动学基础
关节坐标系与笛卡尔坐标系、正逆运动学、齐次变换矩阵。
运动学矩阵
04
轨迹规划基础
S型速度曲线、梯形速度曲线、T型速度曲线、加加速度（Jerk）约束。
轨迹Jerk
05
PID控制原理
比例、积分、微分的作用、模拟PID与数字PID、位置式与增量式PID。
PID数字控制
06
PID参数整定
Ziegler-Nichols法、临界比例度法、衰减曲线法、自整定方法。
整定ZN法
07
前馈控制
速度前馈、加速度前馈、前馈与反馈的复合控制、前馈补偿的原理与实现。
前馈复合控制
08
滤波器设计
低通滤波器、陷波滤波器、滑动平均滤波器、卡尔曼滤波在运动控制中的应用。
滤波卡尔曼
09
状态空间模型
状态方程与输出方程、能控性与能观性、状态反馈与极点配置。
状态空间极点配置
10
LQR最优控制
线性二次型调节器、权重矩阵Q和R的选择、LQR与PID的对比。
LQR最优控制
11
鲁棒控制基础
H∞控制、μ综合、小增益定理、参数不确定性建模。
鲁棒H∞
12
自适应控制
模型参考自适应控制（MRAC）、自校正控制、参数估计方法（最小二乘法）。
自适应MRAC
13
滑模控制
滑模面设计、趋近律、抖振抑制方法、边界层法。
滑模抖振
14
迭代学习控制（ILC）
ILC基本原理、P型ILC、PD型ILC、ILC收敛性分析。
ILC迭代
15
自抗扰控制（ADRC）
跟踪微分器（TD）、扩张状态观测器（ESO）、非线性状态误差反馈（NLSEF）。
ADRCESO
16
模型预测控制（MPC）
预测模型、滚动优化、反馈校正、MPC在运动控制中的实时实现。
MPC预测
17
神经网络控制
RBF神经网络、BP神经网络、神经网络PID、神经网络前馈补偿。
神经网络RBF
18
模糊控制
模糊集合与隶属函数、模糊规则库、模糊推理、模糊PID控制器。
模糊PID
19
多轴同步控制
电子齿轮、电子凸轮、交叉耦合控制、主从控制与虚拟主轴控制。
同步多轴
20
振动抑制
主动振动控制、被动振动控制、陷波滤波器设计、加速度反馈振动抑制。
振动陷波
21
摩擦补偿
Stribeck摩擦模型、LuGre摩擦模型、摩擦前馈补偿、自适应摩擦补偿。
摩擦LuGre
22
齿槽效应与力矩波动补偿
齿槽转矩分析、谐波注入补偿、迭代学习补偿方法。
齿槽谐波
23
高精度编码器信号处理
细分技术、插值误差补偿、A/B/Z信号处理、绝对式编码器协议。
编码器细分
24
实时操作系统与运动控制
RTOS选型（RT-Linux、VxWorks、FreeRTOS）、任务优先级与调度、抖动控制。
RTOS实时
25
EtherCAT与工业以太网
EtherCAT数据链路层、分布时钟同步、DC同步机制、网络拓扑与配置。
EtherCAT同步
26
运动控制算法仿真
MATLAB/Simulink仿真、Python仿真框架、硬件在环（HIL）仿真。
仿真HIL
27
运动控制性能测试
阶跃响应、正弦跟踪、梯形波跟踪、频域分析（伯德图）、稳态误差测量。
测试伯德图
28
光刻机运动台案例分析
六自由度磁悬浮运动台、宏微复合驱动、纳米级定位精度实现。
光刻机磁悬浮
29
晶圆检测平台案例分析
高速高加速运动、减振设计、多轴协同控制、吞吐量优化。
晶圆吞吐量
30
未来趋势与前沿
AI驱动的运动控制、数字孪生、云边协同控制、下一代精密运动平台设计。
AI数字孪生