基于纳米运动平台的原子力显微镜开发

采用一种无耦合、三轴精确定位的纳米运动平台作为扫描器,研制了一种新型原子力显微镜（AFM）。该AFM有效消除了通常使用的单管式压电陶瓷扫描器扫描过程中运动耦合产生的两种结构误差——交叉耦合误差和扫描范围误差,极大提高了纳米测量及操作的精度。

基于小波分析的纳米运动平台振动研究

大行程纳米运动平台在宏微双驱动纳米定位系统中作为宏动台,其内部的振动、特别是运动方向的振动,对运动精度或定位精度会产生直接的影响。文章在研究纳米运动平台振动机理、特征数据提取方法的基础上,结合虚拟仪器技术,采用小波分析与傅立叶变换对比分析方法,对平台全工作行程内的振动状况进行详细的分析与研究。由实验证明,小波分析方法可获得平台各精确位置上的振动特征数据,将其作为确定控制参数的依据,能显著改善平台的运动控制性能。

单输入线性系统的改进型动态抗饱和设计

本文基于状态重置的改进型动态抗饱和补偿方案,研究了具有单输入的线性饱和系统的抗饱和控制问题.相比较于传统的动态抗饱和补偿方案,当执行器不饱和时,改进的动态抗饱和补偿方案把动态抗饱和补偿器的状态重置为零.所以当执行器不饱和时,改进的动态抗饱和补偿器将不会对控制器进行补偿.进一步的,提出了一个时间依赖的Lyapunov函数来分析闭环系统的稳定性,并以LMIs的形式给出了闭环系统的控制综合条件.最后,通过压电纳米运动平台验证了所提出的改进型动态抗饱和补偿方案的有效性.