基于电流偏差补偿模型的SICM自适应控制

摘要：

扫描离子电导显微镜(SICM)能够在非接触条件下获取样品表面纳米级形貌特性信息,可以在生理液态环境下实现对活体细胞等柔软样品无损成像.但是通过前期大量实验结果,发现在使用连续扫描模式时SICM扫描图像存在“拖尾”现象,导致图像失真,并限制了扫描成像速度.针对这一问题,结合SICM成像原理进行分析,得出电流逼近曲线高度非线性是产生这一现象的主要原因,并提出一种基于电流偏差补偿模型的SICM自适应控制方法.主要思想是建立电流偏差补偿模型,利用上一行扫描高度数据作为先验知识预测当前扫描点位置,并输入补偿模型得到新的电流偏差作为系统被控量.最后分别用新旧控制算法对标准栅格扫描图像进行成像效果对比,实验结果验证了该算法在一定扫描速度范围内能够有效地解决“拖尾”现象,明显减小图像失真,为进一步提高SICM系统成像质量和成像速度提供了一种有效的技术方法.

关键词：扫描离子电导显微镜、拖尾现象、自适应控制、补偿模型、先验知识

所属期刊栏目：38

分类号：TH89;TP273

资助基金：国家自然科学基金面上项目61573341;国家自然科学基金专项61327014;国家自然科学基金重点项目61433017

在线出版日期：2018-01-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2258-2265