基于预测轨迹逆控制的AFM扫描方法

【摘要】：本文提出了一种基于预测轨迹的逆控制方法,并将其应用于原子力显微镜扫描成像系统。具体而言,针对AFM控制系统的特点,将样品形貌视为系统扰动信号,设计了一种基于横、纵两个方向的轨迹预测器,并利用前馈与反馈相结合的逆控制方法消除扰动对系统输出的影响。另外,考虑到AFM系统的非最小相位特点,设计了一种稳定的求逆方法,保证了系统的稳态性能。仿真结果表明这种基于预测轨迹的逆控制策略可以明显减少控制误差,并且有效地改善暂态性能,从而提高AFM系统的成像精度,减少扫描过程中对样品和探针带来的损伤。