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    1. 新聞

      當(dāng)前位置:

      納米位移臺(tái)在同步掃描中的時(shí)間延遲如何補(bǔ)償?

      納米位移臺(tái)在同步掃描中的時(shí)間延遲是一個(gè)常見(jiàn)但影響成像或測(cè)量精度的問(wèn)題。它可能來(lái)自驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)、傳感器響應(yīng),或軟件處理延時(shí)。想要補(bǔ)償這類延遲,關(guān)鍵在于提前建模、預(yù)測(cè)響應(yīng)并在控制邏輯中進(jìn)行校正。下面是幾種常用方法:
      1. 前饋補(bǔ)償(Feedforward Compensation)
      這是直接的方式:
      在控制指令發(fā)出時(shí),加入預(yù)測(cè)的延遲補(bǔ)償量,提前發(fā)送指令。
      原理是:系統(tǒng)有已知延遲 τ\tauτ,就讓控制信號(hào)提前 τ\tauτ 時(shí)間發(fā)出。
      適合系統(tǒng)延遲固定或變化規(guī)律可建模的情況。
      2. 延遲建模與系統(tǒng)辨識(shí)
      先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)時(shí)間,建立延遲模型,比如:
      輸入信號(hào) vs. 實(shí)際位移響應(yīng)之間的時(shí)差;
      利用階躍響應(yīng)、頻率掃描等方法建立傳遞函數(shù)。
      然后將延遲項(xiàng)加入控制器設(shè)計(jì)中,例如用Smith Predictor等方法對(duì)延遲系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。
      3. 使用相位補(bǔ)償或?yàn)V波
      如果使用的是閉環(huán)控制系統(tǒng),可以通過(guò):
      相位提前濾波器來(lái)對(duì)控制指令進(jìn)行修正;
      在掃描信號(hào)(如鋸齒波、正弦波)前加一個(gè)預(yù)移相位,讓輸出在目標(biāo)位置時(shí)正好響應(yīng)同步。
      適用于周期性掃描(如AFM、掃描電鏡等中的快速軸掃描)。
      4. 硬件優(yōu)化
      更換響應(yīng)速度更快的控制器或驅(qū)動(dòng)放大器;
      減小系統(tǒng)慣性、摩擦等機(jī)械滯后;
      使用更高采樣率的ADC/DAC和更快的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。
      雖然不是補(bǔ)償本身,但從源頭減少延遲,是根本的辦法。
      5. 軟件時(shí)間對(duì)齊
      如果你是用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(如Igor Pro、LabVIEW等):
      記錄觸發(fā)信號(hào)時(shí)間戳和反饋信號(hào)時(shí)間戳;
      在后處理階段,利用這些時(shí)間信息將數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣、插值、時(shí)間軸對(duì)齊。
      這種方式適合做后期修正,不能實(shí)時(shí)補(bǔ)償,但對(duì)準(zhǔn)確分析很有效。

       

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