發(fā)布時間：2018-01-30 16:19

  本文關鍵詞： 納米操作 分子動力學仿真 BP神經(jīng)網(wǎng)絡 PID控制　出處：《哈爾濱理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：納米操作是納米技術的重要研究內(nèi)容，是微/納制造科學與技術研究的重要內(nèi)容之一，是國際機器人學和納米科技領域受到廣泛關注的熱點研究領域。納米操作系統(tǒng)在微/納米尺度材料研究和器件制造過程中發(fā)揮著日益重要的作用。高效、可靠、穩(wěn)定的納米操作系統(tǒng)在光電、信息存儲、生物醫(yī)療等領域具有廣闊的應用前景。本文針對SEM下的納米線平移操作過程進行研究。為了穩(wěn)定可靠的控制納米線的平移過程，對納米構(gòu)件間的交互作用力進行了建模分析；為了提高探針的定位精度，，引入了BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制算法對探針進行閉環(huán)控制。 在對微納米操作理論分析的基礎上，建立了納米操作過程中的納米構(gòu)件間的相互作用力模型。對納米線平移操作過程中可能出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)和彎曲現(xiàn)象進行了理論分析，并提出了采用Z型操作策略平移納米線。 采用LAMMPS分子動力學仿真軟件，建立了納米線平移操作過程的分子動力學模型。并將得出的數(shù)據(jù)導入VMD可視化軟件中，對納米線平移操作過程中的納米線運動軌跡以及其微觀物理現(xiàn)象進行了直觀的觀測，并驗證Z型操作策略的可行性。 建立壓電陶瓷驅(qū)動的納米定位操作系統(tǒng)的模型，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制算法對探針定位系統(tǒng)進行閉環(huán)控制。建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器的Simulink仿真模型，通過分析仿真結(jié)果，得出本文所設計的BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器能夠有效的減小系統(tǒng)的跟蹤誤差，提高系統(tǒng)的跟蹤精度，改善系統(tǒng)的控制性能。
[Abstract]:Nano-operation is an important research content of nanotechnology and one of the important contents of micro / nano manufacturing science and technology. Nano operating system plays an increasingly important role in the research of micro / nano scale materials and devices. It is highly efficient and reliable. Stable nanoscale operating system in optoelectronic, information storage. Biomedicine and other fields have broad application prospects. In this paper, the SEM nanowire translation operation process is studied. In order to control the translation process of nanowires stably and reliably. The interaction forces between nanostructures are modeled and analyzed. In order to improve the accuracy of the probe, a BP neural network PID control algorithm is introduced to control the probe. Based on the theoretical analysis of micro and nano operation. The interaction force model of nanoscale components during nanoscale operation is established, and the phenomena of rotation and bending in the process of nanowire translation are analyzed theoretically. A Z-type operation strategy is proposed to translate the nanowires. Using LAMMPS molecular dynamics simulation software, the molecular dynamics model of nanowire translation operation is established, and the obtained data is imported into VMD visualization software. The trajectory of nanowire motion and its microphysical phenomena in the process of nanowire translation are observed intuitively, and the feasibility of Z-type operation strategy is verified. The model of piezoelectric ceramic driven nano-positioning operating system is established. BP neural network PID control algorithm is used to control the probe positioning system. The Simulink simulation model of BP neural network PID controller is established and the simulation results are analyzed. It is concluded that the BP neural network PID controller designed in this paper can effectively reduce the tracking error of the system, improve the tracking accuracy of the system and improve the control performance of the system.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TP273

【參考文獻】

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本文編號：1476668