光刻机系统集合了多种学科,涉及控制、测量、检测、光学、电气等各个专业领域,代表一个国家集成制造领域的最高水平。光刻机运行性能的提高需要光学测量的准确性,光刻机运行的稳定受制于电气装置的稳定性,光刻机运行的精度依赖于控制算法的选取。选取适合光刻机运行状态的控制算法是保证光刻机在高频响、高精度运行环境下的关键。精密运动平台作为光刻机的基础部分,上面驮载着掩膜台和硅片台。精密运动平台采用了H型结构,换台过程就是在此运动平台上完成的。换台过程是整个光刻机运行的关键步骤。换台步骤的失败将直接导致光刻机系统的失败,并且将会对换台所需机械部分造成损伤,因此必须细致的分析光刻机系统的换台过程才能够获得精密控制方法。整个换台的步骤需要公转电机、自转电机以及X、Y向电机的精密配合。X、Y向的电机为旋转电机进行换台动作提供空间,因此需要精确的定位。因此首先分析了直线电机,从线性模型和非线性模型建立了直线电机的数学模型,然后根据项目的发展要求,采用了复合控制策略对其进行控制,分别为前馈控制、反馈控制、径向基函数。公转电机是整个换台过程的核心,连接着左右两侧的自转电机,一方面完成旋转动作,另一方面控制着自转电机的位置精度,使其能够正常的对X向电机完成空间上的位置匹配。公转电机在实际运行中控制结构不断发生变化,建立公转电机的数学模型以后,采用了变结构的控制策略,并通过仿真进行验证。在光刻机换台过程中,机械部分的误差积累一直是一个难题,将直接使得机械器件之间不能够精确的匹配,会造成机械部分的相互触碰,损伤机械部分装置,换台过程是一个多体过程,通过引入多体系统,利用齐次坐标的方式建立了换台过程中所需器件的位置表达式,进而来确定光刻机系统中器件之间的相对位置,从而进行误差补偿。在换台过程中的调试中,精密运动平台运行十分良好,方便光刻机换台过程中的控制系统的调试,有利于换台步骤控制算法的验证。