适用于AFM的数字智能反馈控制器设计

摘要：

原子力显微镜(AFM)是进行纳米测量和操作的一种重要工具.近年来,纳米科技的迅速发展使得传统AFM越来越无法满足纳米测量快速和高分辨率的测试需求,而反馈控制器的速度是限制AFM成像速度和分辨率的关键因素之一.为此,本文搭建基于高速数字信号处理器(DSP)的数字反馈控制系统,将模糊控制算法与比例积分PI控制算法结合,利用模糊规则自动选择合适的比例和积分参数,改善Z向反馈系统的鲁棒性.基于自制的AFM系统,将该方法与传统PI控制算法进行对比实验,在相同的扫描条件下,该数字智能反馈控制器可在扫描范围为30μm×30μm时,将AFM的行扫描速度由3 Hz提高到40 Hz,验证了该方法能够有效改善AFM的扫描速度和成像分辨率.

关键词：AFM、数字反馈、模糊控制

所属期刊栏目：36

分类号：TP391.9;TG115.21+5.7(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家863计划2015AA033303;天津职业技术师范大学校级启动基金KYQD14047;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室开放基金PIL1502

在线出版日期：2017-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：113-119