基于AFM的机器人化纳米操作系统综述

对基于扫描隧道显微镜(Scanning tunnel microscope,STM)及原子力显微镜(Atomicforcemicroscope,AFM)的纳米操作技术发展进行阐述,针对其中存在的主要问题,引述出机器人化纳米操作的必要性。接着,对国内外机器人化纳米操作系统的研究进展、现状及存在的主要问题进行详细分析,提出基于AFM的机器人化纳米操作系统的结构原型,并指出实现机器人化纳米操作所需解决的关键技术问题及相应的解决方案之一,为进行深入的机器人化纳米操作研究提供了可以借鉴的研究方向。

基于节能偏好的冲突多目标相容温室环境控制

在温室环境控制问题中,传统的控制方法追求精确的点目标控制,而精确的控制精度是以高的能量消耗为代价的。针对温室环境控制这一实际问题,采用多目标相容控制算法来进行控制。因为在相容控制算法中点控制目标被放宽到区间内,所以有很大的余地来协调控制精度和能耗。为了满足相容控制算法在控制过程中节能偏好的需要,对遗传算法进行了改进,把节能这一偏好信息引入到了优化过程中、参与进化寻优。通过对经典温室模型仿真,验证了新算法在节能降耗方面的优势。

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。