SEM納米構(gòu)件操作力學(xué)模型分析及預(yù)測(cè)控制.pdf

1、納米操作技術(shù)是目前微納研究領(lǐng)域的前沿操作技術(shù)，關(guān)乎于眾多領(lǐng)域的發(fā)展和研究，操作過程中粘著力的研究則是納米操作技術(shù)的關(guān)鍵問題。微觀環(huán)境不同于宏觀環(huán)境，由于尺寸效應(yīng)的影響，粘著力為主要影響力，為避免操作過程中納米線出現(xiàn)彎曲及斷裂現(xiàn)象，本文針對(duì)SEM下納米線操作過程中的力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行建模及分析；為確保操作過程中的良好的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，引入預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型對(duì)納米定位器Attocube進(jìn)行控制。
　　為研究納米操作過程中

2、各構(gòu)件間的粘著模型，在對(duì)納觀環(huán)境力學(xué)模型分析的基礎(chǔ)上，建立粒子間的粘著接觸模型，以此為基礎(chǔ)建立納米線-納米線、納米線-基底以及探針-基底間的粘著接觸模型，并分析粘著力與構(gòu)件間距離的關(guān)系。
　　為研究操作過程中納米線彎曲或斷裂現(xiàn)象，首先對(duì)納米線力學(xué)性能指標(biāo)：彎曲應(yīng)力和斷裂強(qiáng)度進(jìn)行研究，分析納米線長(zhǎng)度和半徑于彎曲現(xiàn)象的關(guān)系，并結(jié)合粘著現(xiàn)象理論，用Matlab仿真軟件和Lammps分子動(dòng)力學(xué)軟件仿真分析。
　　為達(dá)到納米操作控制系

3、統(tǒng)的自動(dòng)化，對(duì)納米操作定位器Attocube進(jìn)行預(yù)測(cè)控制，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制算法，預(yù)測(cè)模型和滾動(dòng)優(yōu)化模型分別采用兩個(gè)三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，首先驗(yàn)證BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的逼近效果和預(yù)測(cè)控制算法的預(yù)測(cè)效果，然后對(duì)Attocube數(shù)學(xué)建模，搭建整體控制系統(tǒng)，分別以階躍信號(hào)和正弦信號(hào)為輸入信號(hào)仿真Attocube的兩種工作模式，完成對(duì)操作整體過程的預(yù)測(cè)控制。
　　在SEM納米操作控制系統(tǒng)加入預(yù)測(cè)控制理論，仿真結(jié)果表明預(yù)測(cè)控制可應(yīng)用于微納米操