STM微位移工作台的遗传神经网络控制技术

摘要：

为了提高扫描隧道显微镜微位移工作台的定位精度,提出了一种基于遗传算法的神经网络PID控制方案.微位移工作台以压电陶瓷为驱动器、柔性铰链为导向机构,在分析工作原理的基础上,建立了工作台的数学模型.神经网络PID控制器对工作台进行闭环控制,能够在线调整网络加权值,实时改变PID控制器的系数,减小工作台的位移误差.利用遗传算法的全局搜索能力对BP网络的初始权值进行学习优化,有效消除了神经网络对初始权值敏感和容易局部收敛的缺陷,改善了控制器的控制效果.性能测试表明,12μm阶跃参考输入下的稳态误差从3.24%减小到2.55%,稳态时间从1.7 s缩短到1.1 s.

关键词：电子束、扫描隧道显微镜、压电陶瓷、工作台、神经网络、遗传算法、PID

分类号：TH742;TP273+.2(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金90307003;国家自然科学基金10572078;山东省自然科学基金Y2003G03

在线出版日期：2006-12-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：10-14