硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计

针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。

硬盘两级伺服磁头定位系统的鲁棒控制

为实现更快捷和精确的硬盘磁头定位,在硬盘固有的音圈电机上附加一个压电微激励器,从而构成了硬盘两级伺服磁头定位系统。在控制系统的设计中,利用了压电微激励器的频率特性来估计其位移输出,进而估计音圈电机的输出位移;对音圈电机的控制设计采用了一种积分增强的鲁棒完美跟踪(RPT)控制技术,实现快速、平稳和无静差的定点跟踪;微激励器环路的控制采用定值比例及滤波器,使得合并的位移输出能更快地跟踪目标磁道。仿真和实验结果验证了设计的有效性。

基于近场光学的微球超分辨显微效应

在光学成像领域,由于受到衍射极限的限制,常规成像分辨率在200nm左右.科学的不断进步对更高分辨率有着迫切需求,如何突破这个极限来获得更高质量的高分辨率图像是热门研究领域.2011年提出了微球超显微技术:在原有的光学系统中,将直径几微米至几十微米的透明微球直接置于样品表面,就能够成倍提高传统光学显微镜的成像能力.微球超显微技术以其简单直接的特点,受到广泛关注.本文介绍了光学显微镜的研究背景以及国内外团队在微球超分辨显微技术方面的研究进展,包括通过在微球表面进行环刻同心环、中心遮挡和表面涂覆的方法来调节微球所产生的光子纳米喷射方面所开展的一系列研究,并进行了理论模拟和实验验证,进一步提升了微球的超分辨显微效应.最后,展望了今后微球超分辨显微技术的应用与发展方向.

激光与物质相互作用及其精密工程应用

本文主要介绍了激光与物质的相互作用及其在精密工程中的应用.为了更深入地研究激光与物质的相互作用过程,在了解激光特点与原理的基础上,分析激光与物质相互作用的动态过程及其机理,通过对激光合成纳米材料的研究,探索激光加工的具体过程和特点并加以广泛应用.本文通过对4个应用实例的介绍,简述了激光在精密工程中的具体应用,包括激光超快直写、激光微阵列印刷、超衍射极限的纳米光学加工以及利用激光加工微纳尺寸杂化结构等技术,展现激光加工技术在当今科研与实际应用中的巨大潜力.这些研究如今已经引起了学术界和产业界的高度重视,将会给我们的生活带来巨大的影响.