基于RBF神经网络的压电位移台迟滞非线性建模研究

针对压电陶瓷微位移台固有的率相关迟滞非线性特性,以基于play算子的改进PI模型构建迟滞算子,结合径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型,建立描述压电陶瓷微位移台迟滞特性的率相关模型。研究结果表明,在输入信号频率在10 Hz~90 Hz范围内时,模型输出的最大位移误差为0.3990μm~0.9321μm,均方根误差为0.2594μm~0.5652μm,相对误差为0.95%~2.48%。验证了基于PI迟滞算子和RBF神经网络的仿真模型能够准确有效的描述压电微位移台的率相关动态迟滞特性,具有较高的频率泛化能力。该方法易于实现,工程适用性强,具有较好的实用价值。

基于双反馈模式的大范围自感应AFM测量系统

为了提高原子力显微镜（AFM）的测量范围，设计了一种基于双反馈测量模式的大范围自感应原子力显微镜系统，测量系统中有两条反馈回路：一条反馈回路由压电陶瓷与AFM测头组成，动态响应较快的压电陶瓷位移台的运动量可以表征被测样品表面的高频信息；另一条反馈回路由压电陶瓷位移台和纳米测量机（NMM）的反馈控制器组成，利用压电陶瓷位移台的位移信号控制NMM运动，NMM的mm级=向测量范围使得被测样品较大变化范围的低频轮廓信息很容易地被表征出来。使用本系统对平面样品和一维栅格进行了测量实验，实验结果表明采用双反馈的测量模式的AFM测量系统能够有效地表征被测样品的低频轮廓信息和表面高频信息，测量范围能够达到mm级，纵向分辨率达到nm级，具有良好测量重复性。