长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
微纳操纵成像系统是探索微观世界的重要工具, 传统比例积分(PI)控制器存在参数难调节, 控制精度低, 抗干扰能力弱等问题。该文在自抗扰控制的基础上, 针对高频周期信号下自抗扰控制存在较大跟踪误差, 加入微分前馈环节。首先给出微纳操纵系统结构的数学模型, 设计出基于模型信息的自抗扰控制器; 再利用已知信息给出微分前馈量; 最后在Matlab中进行仿真验证。仿真结果表明, 对比线性自抗扰及PI控制, 微分前馈的自抗扰控制具有较小的跟踪误差, 系统抗干扰能力有显著提升。
微纳操纵成像系统 微分前馈 自抗扰控制 数学模型 micro-nano manipulation imaging system differential feedforward active disturbance rejection control mathematical model
在传统PI控制微纳操纵成像系统的基础上实现参数实时在线调整。为了获得更好的控制效果,进行了自适应模糊PI控制的微纳操纵成像系统仿真研究。运用探针与样品之间原子力保持不变的原理对微纳操纵成像系统动态过程进行建模,加入模糊PI控制模块,建立了一套完整的系统仿真平台。设计了一种自适应模糊PI控制器,该控制器通过对电压值的误差和误差变化的判断进行模糊化推理,实现对控制参数的实时在线整定,以达到优化控制的目的; 同时,利用Matlab进行仿真研究。结果表明,自适应模糊PI控制算法比传统PI控制算法能有效地改善系统的动态性能和稳态性能。
微纳操纵成像系统 PI控制 自适应模糊PI控制 micro-nano manipulated imaging system PI control adaptive fuzzy PI control
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
光电子镊是在介电泳基础上发展出来的一种新型微粒操纵技术,利用投影原理将光图案投影于具有光电效应的光电导层,产生虚拟电极,以此来实现对微粒的.相对于传统的介电泳操纵,光电子镊最大的特点是具有可灵活操控的虚拟电极,通过软件控制可以在光电导层的任意位置形成需要的光学图案从而达成灵活的操纵效果.阐述了光电子镊的实验系统和工作原理,并详细介绍了其研究进展和在微纳操纵方面的应用.
光学器件 光电子镊 虚拟电极 微纳操纵 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 090003
