基于遲滯非線性控制的導(dǎo)體微觀表面檢測(cè)技術(shù).pdf

1、納米技術(shù)在高性能材料的制備、微電子技術(shù)、生物技術(shù)以及航空航天技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。要在納米尺度上對(duì)材料及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，就必須要有高精度的微觀表面檢測(cè)技術(shù)及其設(shè)備，如掃描隧道顯微鏡（STM）。掃描器是微觀表面檢測(cè)設(shè)備的核心部件，對(duì)其有位移精度高、響應(yīng)速度快的要求，所以通常采用壓電驅(qū)動(dòng)器作為掃描器的驅(qū)動(dòng)元件。
　　首先設(shè)計(jì)了一套導(dǎo)體微觀表面檢測(cè)硬件系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了組裝，該系統(tǒng)硬件由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、探針、隧道電流檢測(cè)電路

2、、控制與信號(hào)采集設(shè)備以及隔振臺(tái)組成。基于電化學(xué)腐蝕，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)了一套隧道電流檢測(cè)電路，該電路采用兩級(jí)放大，通過(guò)四階巴特沃斯濾波器進(jìn)行濾波處理。而且，針對(duì)STM控制系統(tǒng)的隧道電流搜索控制和掃描控制兩個(gè)工作過(guò)程，分別設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)，并將遲滯逆模型與PID的復(fù)合控制用于STM掃描器控制中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：掃描器相對(duì)定位誤差由控制前的10.48％降低到2.06