基于遲滯非線性控制的導體微觀表面檢測技術.pdf

1、納米技術在高性能材料的制備、微電子技術、生物技術以及航空航天技術等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。要在納米尺度上對材料及其結構進行研究，就必須要有高精度的微觀表面檢測技術及其設備，如掃描隧道顯微鏡（STM）。掃描器是微觀表面檢測設備的核心部件，對其有位移精度高、響應速度快的要求，所以通常采用壓電驅動器作為掃描器的驅動元件。
　　首先設計了一套導體微觀表面檢測硬件系統(tǒng)，并對系統(tǒng)硬件進行了組裝，該系統(tǒng)硬件由驅動機構、探針、隧道電流檢測電路

2、、控制與信號采集設備以及隔振臺組成?；陔娀瘜W腐蝕，設計了薄膜法制備鎢探針，得到了尖端曲率半徑約40nm的探針；為了得到隧道電流，基于高輸入阻抗法設計了一套隧道電流檢測電路，該電路采用兩級放大，通過四階巴特沃斯濾波器進行濾波處理。而且，針對STM控制系統(tǒng)的隧道電流搜索控制和掃描控制兩個工作過程，分別設計了控制系統(tǒng)，并將遲滯逆模型與PID的復合控制用于STM掃描器控制中。實驗結果表明：掃描器相對定位誤差由控制前的10.48％降低到2.06