數(shù)字共焦顯微技術(shù)壓電物鏡控制器設(shè)計.pdf

1、針對數(shù)字共焦顯微技術(shù)序列光學(xué)切片顯微圖像采集對顯微鏡微位移控制的要求，本文采用壓電物鏡驅(qū)動器驅(qū)動顯微鏡物鏡進行納米級等間隔微位移，并根據(jù)實際需求研究設(shè)計控制器用于壓電物鏡驅(qū)動器的驅(qū)動控制。該壓電物鏡控制器包含驅(qū)動電源和控制算法兩部分，最終控制實現(xiàn)物鏡的連續(xù)納米級等間隔步進。
　　本文根據(jù)壓電陶瓷的特性及實際控制需求，通過計算及實驗測試，提出了壓電物鏡控制器的設(shè)計指標(biāo)。對本課題組研制的驅(qū)動電源所存在問題進行了實驗分析，并結(jié)合國內(nèi)外研

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

3、動電源主流產(chǎn)品的性能指標(biāo)，并有效降低了成本，滿足壓電物鏡驅(qū)動器控制需求。
　　本文對課組題研究的控制算法在實際應(yīng)用中存在的問題進行了分析。對近年來使用較廣泛的基于前饋補償與閉環(huán)控制結(jié)合的復(fù)合控制算法進行了研究與應(yīng)用，從實驗結(jié)果比較中得出一個結(jié)論:逆模型前饋補償算法的建模較難達到納米等級，使得逆模型前饋補償算法及其復(fù)合控制算法不能滿足納米級步進控制要求。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)計指標(biāo)進行測試實驗，