光刻机已成为决定性的半导体制造设备,作为光刻机最重要的部件之一,工件台的运动精度决定了半导体芯片的制造精度。步进式光刻机的工件台需要在步进过程中保证快速过渡,在曝光过程中保持精确定位,然而,由于执行器的约束和工作台的大惯性以及工件台所受的扰动和噪声,这两点很难同时实现。针对上述扰动及约束下的光刻机工件台快速精密定位问题,本文研究了基于非线性自抗扰控制和无模型自适应迭代学习控制的光刻机工件台轨迹跟踪控制方法,具体的研究内容如下:1)研究步进投影式光刻机工件台运动控制系统的组成结构及工作原理,分析并测量了工件台系统所受扰动,规划工件台的运动轨迹,对扰动影响下的工件台系统在轨迹不变和轨迹变化两种情况时的轨迹跟踪控制问题进行了总结,通过扫频试验对工件台系统的模型进行辨识,为控制器设计提供参考。2)针对工件台系统受内外部扰动影响下的控制问题,提出了一种基于无模型自适应迭代学习的前馈反馈切换控制方法。首先设计非线性自抗扰控制器作为位置环控制器补偿工件台所受的非重复性扰动,之后设计无模型自适应迭代学习控制器补偿系统所受的重复性扰动,并针对工件台的运动特点改进无模型自适应迭代学习控制器,然后设计一种优化的切换控制方法实现两个迭代学习控制器的切换。在光刻机工件台实验系统上进行验证,表明相较于传统控制方法,该方法可以大幅提高系统的动态性能,且拥有更好的定位精度,但该算法的收敛速度较慢。3)为提高算法的扰动抑制能力和收敛速度,提出了一种带扰动补偿的高阶无模型自适应迭代学习算法。首先设计带扰动补偿的无模型自适应迭代学习控制方法,然后设计了带扰动补偿的高阶无模型自适应迭代学习控制方法。在光刻机工件台实验系统上进行验证,表明此方法具备更快的收敛速度,动态性能显著提升。4)针对工件台参考运动轨迹变化情况下基于无模型自适应迭代学习的控制方法收敛性变差的问题,提出了一种带可变遗忘因子的无模型自适应迭代学习算法。首先设计带可变遗忘因子的无模型自适应迭代学习控制方法,之后设计一种前馈切换方法实现带遗忘因子和无遗忘因子算法之间的切换以提高算法的伺服性能。在光刻机工件台实验系统上进行验证,表明该方法平衡了外推能力和伺服能力,在工件台运动参考轨迹发生变化的情况下,可以实现对新参考轨迹的更快跟踪。