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双级纳米定位系统的基于量程闭环控制技术
Mitrovic, A., Nagel, W., Leang, K., Clayton, G.
IEEE/ASME Trans. Mechatron.
Abstract
本文提出一种用于双级纳米定位系统的闭环控制框架，该框架允许用户根据各作动器的量程能力分配控制任务。作者近期研究聚焦于作为预滤波器实现的双级作动器基于量程的控制方法，其前提是每个作动器均具备传感器反馈以实现独立控制。本文旨在解决当传感器仅能获取系统总输出测量值（常见设计架构）时双级系统的基于量程控制问题。这与既往研究存在显著差异——由于基于量程的滤波器被纳入双级系统反馈回路，稳定性成为关键考量。本研究不仅提出控制器设计，更确定了稳定性条件，并在原子力显微镜（AFM）上完成成像实验。跟踪结果表明：相较于基于频率的控制方法，所提出的基于量程控制结构对各种三角波参考轨迹的均方根（RMS）跟踪误差最高降低50%。