高速精准运动(HSPM)功能逐渐体现了现代制造领域的核心功能要求.而快速起停运动引起的宽频振动严重影响定位精度、产品质量和设备寿命,所以解决振动问题,尤其是在极短时间内的减振技术就显得十分迫切和重要,直接影响了核心制造技术在极限工况条件下的突破性进展,更成为当前先进制造领域的主要技术瓶颈. 对于实际微电子制造领域中HSPM设备的减振设计,必须首先明确其振动特征:由于操作的不确定性,复杂、时变的机构形式,众多的非理想接触和机构联接,伺服控制的变刚度作用等;尤其在长时间运行和多次维修后,子系统/元件故障概率增加、整体机构的动力学参数变化幅度会进一步加大,所以复杂设备的动力学参数和振动响应都具有显著不确定性特征.减振设计的第二步是确定减振方法,目前的主要减振方法有被动、主动以及主/被动混合形式.鉴于复杂的机构形式和振动特征,被动减振性能十分有限;而能够体现智能性的振动主动控制(AVC)方法是非常合适的,所以近年来一直是机械领域研究热点.但直到目前为止,对于显著不确定系统的AVC研究非常少见,而针对不确定系统设计的常规鲁棒控制和自适应控制方法都具有明显的局限性,需要假定参数不确定是小幅度和慢变的;另外前者过于保守,因为一次性考虑所有系统参数的不确定情况;后者受算法收敛,数值性能的限制,同时对未建模动态和宽频干扰具有高度灵敏性,缺乏较好的暂态性能. 目前绝大多数的动响应.AVC应用中,都是针对设备中重点部位和特定方向,以局部AVC单元的配置形式来实现的.这样一来,目标设备的振动响应被作为局部AVC系-统的干扰设计.所以设计思路简洁,并对其它减振应用具有非常好的推广和启发意义.对于实际微电子制造领域中IISPM设备的局部AVC系统设计,-振动响应参数、尤其是频率参数的显著不确定严重影响了主动减振性能,甚至导致AVC系统失稳;另一方面,微电子制造设备的高速流程对减振时间要求极为苛刻.所以如何保证较好的AVC性能,同时实现针对显著不确定干扰的强鲁棒性,完成智能性控制是非常关键和迫切的. 基于国家自然科学基金基础重大项目:先进电子制造中的重要科学技术问题研究(50390060),本文对模型参数、尤其是干扰参数显著不确定的动响应.AVC问题进行了重点研究.基于典型HSPM设备一Wire Bonding机在多种工况下的振动实验数据,结合标准的多模型切换控制思想,本文提出了多模型智能切换控制(MMIS)策略,解决了干扰主频显著不确定变化情况下的动响应AVC问题.在MMIS控制策略中,包含三部分内容:(1)干扰频率观测单元,(2)备选子控制器单元,(3)切换判断单元.在辨识单元中,使用二阶滤波器代替了整体系统辨识模型,结合切换判断功能实现对显著不确定的干扰主频以频段为单位的快速辨识.备选子控制器设计采用本文建立的并置滤波线性二次高斯(PFLQG)控制法,PFLQG方法相对其它传统方法具有明显的优越性能:设计方便,控制器结构简单,实现了对特定频段干扰的重点衰减,同时保证较好的系统稳定裕度,从而使闭坏系统达到精准的频域整形.然后重新设计了切换指标函数和切换逻辑,改进了切换判断单元,显著减小计算量.为进一步体现智能性,通过共享运动驱动信号,完成AVC系统的使能和复位,使AVC系统在适当的时段运行一不仅节约了功耗,最为关键的是避免了子控制器切换时刻的控制系统输出抖动和大幅瞬态效应.最后,通过压电陶瓷驱动梁的AVC实验验证了PFLQG控制方法和多模型切换控制策略的有效性能;利用wirebonding机振动实验数据进行AVC模拟仿真,验证了MMIS控制方案可以解决实际工程中HSPM设备中显著不确定的振动响应控制问题.