基于隨機方法的AFM探針位置最優(yōu)估算研究
發(fā)布時間:2018-06-24 06:41
本文選題:探針精確定位 + 運動模型; 參考:《儀器儀表學報》2017年09期
【摘要】:由于受到驅(qū)動器PZT(Pb Zr Ti O3)非線性、系統(tǒng)溫漂與其他不確定因素的影響,原子力顯微鏡(AFM)探針在任務空間的位置存在不確定性。這嚴重影響了AFM探針觀測與操作的效率,如何減小探針位置的不確定性,實現(xiàn)AFM探針的精確定位成為亟待解決的問題。針對此問題,提出用概率分布的方式描述探針位置的不確定性,通過建立探針運動模型,結(jié)合基于局部掃描的觀測模型,采用Kalman濾波對探針位置進行最優(yōu)估算。針對算法的實現(xiàn),設計了模型參數(shù)標定方案。通過仿真和實驗的結(jié)果驗證了算法的有效性與可行性,實現(xiàn)了探針在任務空間中的精確定位,提高了納米操作效率。
[Abstract]:The position of atomic force microscope (AFM) probe in mission space is uncertain due to the nonlinear PZT (Pb Zr TIO 3), temperature drift and other uncertain factors. This seriously affects the efficiency of AFM probe observation and operation. How to reduce the uncertainty of the probe location and how to locate the AFM probe accurately becomes an urgent problem to be solved. In order to solve this problem, the probabilistic distribution is proposed to describe the uncertainty of the probe position. By establishing the probe motion model and combining the observation model based on local scanning, the Kalman filter is used to estimate the probe position optimally. Aiming at the realization of the algorithm, the calibration scheme of model parameters is designed. The effectiveness and feasibility of the algorithm are verified by simulation and experimental results. The accurate positioning of the probe in the mission space is realized, and the efficiency of nanometer operation is improved.
【作者單位】: 沈陽建筑大學信息與控制工程學院;中國科學院沈陽自動化研究所;
【基金】:中國國家自然科學青年基金(61305125) 沈陽建筑大學學科內(nèi)容教育工程(XKHY2-66) 學校自然科學基金(2014068,2017028) 國家博士后基金(2013M530955,2014T70265)項目資助
【分類號】:TN713
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,本文編號:2060448
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