运动控制之光栅尺核心性能：分辨率、定位精度、重复定位精度

0.高精度运动控制背景

一般对于半导体制造的光学量测AOI与检测overlay，系统的重复定位精度尤为关键，会直接影响到光学成像的效果，进而影响算法对缺陷的判断。

而光栅尺作为反馈系统会直接影响到运动，间接影响到系统的重复定位精度，光栅尺的选型对于运动以及整机的性能就显得比较重要了。

那么光栅尺有哪些核心性能以及是如何影响整机的性能呢？

1.光栅尺对运动性能的影响

先来看一下简化的运动控制框图：

其中：

1.R(s)是输入的轨迹规划

2.E(s)是光栅尺反馈的位置与轨迹规划的差值，也就是跟随误差

3.是数字控制器的传函

4.U(s)是控制器输出

5.D(s)是系统扰动，一般为地基振动、电气噪声等

6.是plant传函，由运动机构电机+负载机构组成

7.Y(s)是运动系统的输出，与整机系统输出仍存在阿贝误差以及硬件形变等

8.H(s)是反馈系统传函，由于光栅尺的频率非常高，这里的传函一般可以认为是1

9.N(s)是反馈的扰动，一般为光栅尺随机噪声RMS、光栅尺精度以及控制器反馈延时带来的误差等

整理上式可得：