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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。
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单位天津职业技术师范大学; 精密测试技术及仪器国家重点实验室; 天津大学
