數(shù)字共焦顯微技術(shù)壓電物鏡控制器設(shè)計(jì).pdf

1、針對(duì)數(shù)字共焦顯微技術(shù)序列光學(xué)切片顯微圖像采集對(duì)顯微鏡微位移控制的要求，本文采用壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯微鏡物鏡進(jìn)行納米級(jí)等間隔微位移，并根據(jù)實(shí)際需求研究設(shè)計(jì)控制器用于壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)控制。該壓電物鏡控制器包含驅(qū)動(dòng)電源和控制算法兩部分，最終控制實(shí)現(xiàn)物鏡的連續(xù)納米級(jí)等間隔步進(jìn)。
　　本文根據(jù)壓電陶瓷的特性及實(shí)際控制需求，通過計(jì)算及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，提出了壓電物鏡控制器的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)本課題組研制的驅(qū)動(dòng)電源所存在問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外研

2、究現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)指標(biāo)，提出了一種新的基于LTC6090的低成本壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電源。該驅(qū)動(dòng)電源以誤差放大式驅(qū)動(dòng)電源作為主要設(shè)計(jì)形式，采用小功率運(yùn)放LTC6090和三極管構(gòu)成誤差放大電路替代常用高壓功率運(yùn)放，并結(jié)合橋式電路提高輸出電壓和電流。對(duì)實(shí)際制作的驅(qū)動(dòng)電源電路進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明該驅(qū)動(dòng)電源能夠?qū)崿F(xiàn)浮地單極性150V電壓輸出，線性度達(dá)0.014％，峰值電流達(dá)±100mA，帶負(fù)載靜態(tài)紋波小于15mV，具有良好的方波響應(yīng)，達(dá)到了壓電陶瓷驅(qū)

3、動(dòng)電源主流產(chǎn)品的性能指標(biāo)，并有效降低了成本，滿足壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器控制需求。
　　本文對(duì)課組題研究的控制算法在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了分析。對(duì)近年來使用較廣泛的基于前饋補(bǔ)償與閉環(huán)控制結(jié)合的復(fù)合控制算法進(jìn)行了研究與應(yīng)用，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較中得出一個(gè)結(jié)論:逆模型前饋補(bǔ)償算法的建模較難達(dá)到納米等級(jí)，使得逆模型前饋補(bǔ)償算法及其復(fù)合控制算法不能滿足納米級(jí)步進(jìn)控制要求。最后選擇了PID閉環(huán)算法作為壓電物鏡控制器的控制算法。按照設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，