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《山东大学》 2006年
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纳米定位微位移工作台的控制技术研究

魏强  
【摘要】:随着微机电系统的快速发展,需要不断研究能够产生各种精细图形和微结构的加工技术。电子束曝光技术是目前公认的最好的高分辨率图形制作技术,主要用于0.1~0.5μm的超微细加工和精密二维掩模制作,在实验室条件下已能将电子束聚焦成尺寸小于2nm的束斑。但是目前广泛使用的聚焦电子束由于加速电压高、电子散射距离长,光刻时高能电子束在对抗蚀剂的刻写过程中存在着邻近效应,使得实际曝光面积远大于设计图形尺寸,影响了曝光分辨率。扫描隧道显微技术(STM)由于束径细、电子运动距离短,有效减轻了邻近效应的影响,能获得极细的刻蚀图形,可用于制作掩模,为微细加工技术提供了一条新的途径。 目前扫描隧道显微镜还没有偏转方面的研究,实现曝光只能通过工作台的移动来完成。机械位移方式由于存在着间隙、摩擦以及爬行现象等缺点,定位精度不够高,所以目前最适合于纳米级精度定位的工作台是由压电陶瓷驱动的,但是压电陶瓷材料本身所固有的迟滞非线性和蠕变特性,降低了工作台的定位精度和动态响应速度,造成了一定的位移误差。为了获得满足要求的运动精度和分辨率,需要研究压电陶瓷的迟滞非线性机理,设计相应的控制电路和控制策略。本文主要围绕微位移工作台的精确定位问题,借助于智能控制理论,对工作台的模型辨识和控制技术进行了较全面和较深入的研究,并在所建立的微位移平台上进行了实验,验证了本文所提出方法的可行性。主要工作概括如下: 1.在分析和比较目前各种微位移机构的基础上,建立了能够实现纳米级定位精度的微位移工作平台。压电陶瓷材料的尺寸小、位移分辨率高、响应速度快、而且易于控制,而柔性铰链不存在机械摩擦和间隙,具有运动灵敏度高和分辨率高的优点,因此成为本文工作台组成部件的首要选择。由压电陶瓷驱动、柔性铰链导向的微位移机构,与传统方式相比,不仅体现在能达到纳米级的定位精度上,而且易于采用相应的控制策略对其
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP273.5;TN405

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【引证文献】
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1 王希花;基于压电陶瓷迟滞非线性建模及控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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2 黄勇;空间三平移超精密定位平台及控制方法研究[D];江西理工大学;2011年
3 宋浩;激光干涉纳米光刻样品定位技术与系统的研究[D];长春理工大学;2011年
4 陈俊恒;输入整形减振算法的研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 蒋志涛;基于LVDT 和SGS 的微定位控制系统[D];上海交通大学;2011年
6 周晓林;精密微位移工作台及其在垂直扫描白光干涉仪中的应用研究[D];华侨大学;2011年
7 张亚超;结合柔性铰链的压电微角度驱动器及其闭环控制研究[D];天津大学;2012年
8 马西良;基于输入整形技术抑制小摩擦系统残留振动[D];广西大学;2008年
9 储玉芬;基于衍射光栅计量的宏微定位系统的研究[D];湖北工业大学;2010年
10 陆毅华;基于显微视觉导向的光掩模特征尺寸的精密测量与研究[D];华南理工大学;2010年
【参考文献】
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1 田中群,孙建军;微系统与电化学[J];电化学;2000年01期
2 田昭武,林华水,孙建军,周勇亮,祖延斌,田中群,罗瑾,林仲华,谢兆雄,胡维玲,胡涌刚,苏文煅;微系统科技的发展及电化学的新应用[J];电化学;2001年01期
3 高俊山,牟晓光,杨嘉祥;一种基于遗传算法和神经网络的PID控制[J];电机与控制学报;2004年02期
4 孟兆新,胡乃文;三维精密定位工作台的控制系统的研究[J];电机与控制学报;2005年02期
5 钟先信;微系统研究展望[J];中国工程科学;2000年01期
6 吴一辉,杨宜民,王立鼎;压电定位元件的非线性及其线性化控制原理[J];功能材料与器件学报;1996年03期
7 孙立宁,孙绍云,曲东升,蔡鹤皋;基于PZT的微驱动定位系统及控制方法的研究[J];光学精密工程;2004年01期
8 路敦武,沈蓓军,王德林,何伟,黄丽菊;微机械构件组装技术研究[J];光学精密工程;1995年03期
9 节德刚,孙立宁,曲东升,王力,蔡鹤皋;压电陶瓷微位移系统的模糊PID控制方法[J];哈尔滨工业大学学报;2005年02期
10 孙道恒,王明亮,郑剑铭,张玉德;微机电系统(MEMS)的研究进展[J];机电技术;2003年S1期
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1 崔玉国;压电陶瓷自感知执行器及其驱动微动工作台控制方法的研究[D];大连理工大学;2003年
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【共引文献】
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1 张军英;李新开;王清海;冀克俭;王树伦;;聚偏氟乙烯的晶体结构及应用[J];工程塑料应用;2008年12期
2 梁学斌;;离散Hopfield神经网络的统一描述[J];安徽大学学报(自然科学版);1993年02期
3 刘苏南,刘风娟;最小相角系统稳定性的一种判别方法[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
4 周鸣争;人工神经网络在自动控制系统中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年02期
5 曹成茂,訾非;电磁调速异步电动机控制器[J];安徽农业大学学报;1997年02期
6 高志明,关岩,于洪梅,吴秀红,李井会;人工神经网络在化学中的应用进展[J];鞍山钢铁学院学报;2000年03期
7 张建华,屈世显,倪振文;离子注入20钢表面层的性能及结构[J];兵器材料科学与工程;1993年06期
8 曹阳;黎明;赵明富;罗彬彬;;基于FPGA的精跟踪系统实验研究[J];半导体光电;2010年02期
9 岳喜成;离子注入聚醚砜薄膜的介电频谱分析[J];半导体技术;2005年05期
10 嵇国金,马奎,王磊;微纳定位/进给技术研究现状[J];微纳电子技术;2003年05期
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1 严传魁;王如彬;;基于汉密尔顿原理的神经元模型[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 ;Synthesis of Boolean Networks Via Semi-tensor Product[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 ;Joint inversion of seismic data for acoustic impedance[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○四学术论文汇编·第一卷(地球深部)[C];2004年
4 肖成榕;张建寰;;微位移机构及其控制技术研究现状和发展[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
5 张洪涛;刘颖;涂铭旌;;PZT/环氧树脂O—3型复合材料的压电性能[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
6 熊常健;赵得杰;朱岳麟;鹿靖;;高介电陶瓷材料在油品介电精制方法中的应用[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
7 吴黎明;伍冯洁;邓耀华;何仲凯;;基于RS-485网络的产品老化间微机集散温控系统[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
8 王磊;林洁琼;李迎春;谷岩;;压电驱动的应用及其控制技术的研究状况[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
9 张家桂;;等M圆轨迹的一个重要性质及其证明[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
10 陈伦铭;;状态变换新结果[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
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1 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王希花;基于压电陶瓷迟滞非线性建模及控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
4 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
5 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
6 吴云良;扫描近场光学显微镜若干关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
8 柴园园;普适的模糊推理系统理论及应用[D];北京交通大学;2011年
9 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
10 李曼荔;求解组合优化问题的神经计算方法[D];电子科技大学;2010年
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1 李连昌;新安煤田二_1煤层煤与瓦斯突出危险程度预测[D];河南理工大学;2010年
2 罗婷婷;飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 黄长辉;金属材料断口三维形貌检测与表征分析[D];南昌航空大学;2010年
4 郭保琪;配载箱位映射及胎吊走位控制算法研究[D];山东科技大学;2010年
5 徐小任;基于BP神经网络的城镇网络地价评估模型研究[D];广西师范学院;2010年
6 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
7 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
8 王捷;数字图像边缘检测方法的若干改进与应用研究[D];浙江理工大学;2010年
9 雷明杰;神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[D];郑州大学;2010年
10 张华杰;模糊神经网络在肺癌诊断中的应用[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 王斌,罗志勇;运动热钢坯外形尺寸在线测量系统的设计[J];半导体光电;1995年02期
2 冯伯儒,张锦,宗德蓉,蒋世磊,苏平,陈宝钦,陈芬;无掩模激光干涉光刻技术研究[J];微纳电子技术;2002年03期
3 谌贵辉,张万里,彭斌,蒋洪川;MEMS微致动器的研究[J];微纳电子技术;2004年09期
4 张栋;张玉林;李现明;魏强;;SECM微纳米定位建模及控制器设计[J];微纳电子技术;2009年07期
5 张少军,艾矫健,李忠富,李长江,李庆利;利用数字图像处理技术测量几何尺寸[J];北京科技大学学报;2002年03期
6 刘向东;修春波;刘承;李黎;;基于混沌神经网络的压电陶瓷迟滞模型[J];北京理工大学学报;2006年02期
7 李黎;刘向东;侯朝桢;;Preisach逆模型补偿的压电陶瓷执行器自适应滑模控制[J];北京理工大学学报;2008年03期
8 沈军;谢怀勤;;航空用复合材料的研究与应用进展[J];玻璃钢/复合材料;2006年05期
9 梁淑卿;宫百香;荆丹;;柔性压电式微位移机构在精密机床定位中的应用研究[J];长春理工大学学报;2006年02期
10 王强;袁慎芳;;航空结构健康监测的压电夹层设计[J];传感器与微系统;2008年07期
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1 熊木地;大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 惠梅;表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
3 宋文荣;微电子制芯领域中磁悬浮精密定位平台的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
4 王延风;磁悬浮精密定位工作台机电一体化CAD/CAE集成研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
5 李奇;数字自动对焦技术的理论及实现方法研究[D];浙江大学;2004年
6 崔玉国;压电陶瓷自感知执行器及其驱动微动工作台控制方法的研究[D];大连理工大学;2003年
7 董维杰;压电自感知执行器理论与应用研究[D];大连理工大学;2003年
8 陈向伟;机械零件计算机视觉检测关键技术的研究[D];吉林大学;2005年
9 朱铮涛;基于计算机视觉图像精密测量的关键技术研究[D];华南理工大学;2004年
10 刘建芳;压电步进精密驱动器理论及实验研究[D];吉林大学;2005年
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1 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
2 秦峰;回转式压电微角度执行器驱动控制及检测系统的研究[D];天津大学;2010年
3 田宜彬;数字成像系统的自动对焦算法研究[D];浙江大学;2002年
4 陶惠峰;超精密微位移系统研究[D];浙江大学;2003年
5 魏玉凤;纳米六自由度微动工作台机械设计[D];合肥工业大学;2004年
6 邓辉;纳米级六自由度微动工作台超精定位控制方法的研究[D];合肥工业大学;2004年
7 郑伟范;动态神经网络的定性分析[D];西南交通大学;2004年
8 周晓峰;基于PZT微定位系统控制研究[D];浙江大学;2004年
9 黄金永;空间用精密微位移平台的研究[D];浙江大学;2004年
10 马尚行;扫描隧道显微镜的新方法研究和系统研制[D];浙江大学;2005年
【二级引证文献】
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1 隋晓梅;张昔平;赵章荣;;超磁致伸缩智能构件的位移控制系统设计与仿真[J];计算机工程与应用;2012年19期
2 毛瑞卿;马西良;;时间优化的输入整形抑制一种小摩擦系统的残留振动[J];组合机床与自动化加工技术;2010年11期
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1 秦岩丁;两自由度精密定位平台结构设计与运动控制[D];天津大学;2011年
2 王闻宇;伺服系统柔性连接负载控制方法研究[D];华中科技大学;2012年
3 李晓天;机械刻划光栅刻线误差及其修正方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
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1 师雪超;基于机器视觉的三维锡膏测量[D];华南理工大学;2011年
2 王守斌;磁控形状记忆合金执行器位移高精度控制方法的研究[D];吉林大学;2013年
3 胡兵;基于直线电机宏微双重驱动大行程精密定位台的研究[D];广东工业大学;2013年
4 林容周;典型柔性铰链及其杠杆型柔顺机构的理论与实验研究[D];华南理工大学;2013年
5 张建国;微夹持器控制器设计与振动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 董钊明;压电陶瓷物镜驱动器控制系统研究[D];广西大学;2013年
7 陈一;基于DSP的二维激光扫描器算法研究[D];华中科技大学;2013年
8 彭艳芹;基于PZT的微纳混合扫描系统的研究[D];长春理工大学;2013年
9 孙孔政;压电陶瓷系统迟滞非线性建模与控制的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
10 刘毛娜;磁控形状记忆合金驱动器的磁滞非线性建模与控制方法研究[D];杭州电子科技大学;2014年
【二级参考文献】
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1 刘德忠,许意华,费仁元,宇惠平,王波;柔性铰链放大器的设计与加工技术[J];北京工业大学学报;2001年02期
2 张燕兵,杨光荣,冷德梅;纳米级计量技术的发展现状及应用[J];导弹与航天运载技术;1994年06期
3 刘国华,王艳菊;电致伸缩微位移执行器特性的改善[J];电工技术杂志;2000年03期
4 韩良,贾方,王寄蓉;微位移机构及其在误差补偿控制中的应用[J];电子工业专用设备;1995年03期
5 尤波,蔡鹤皋;基于宏微操作技术的装配机器人及其控制系统[J];电机与控制学报;1998年02期
6 杜坤梅,李辉斌,赵辉;运动控制芯片改进的单神经元位置伺服系统[J];电机与控制学报;2001年01期
7 武俊峰,薛雨,王强,陈善本;脉冲GTAW焊过程辩识及PID控制[J];电机与控制学报;2002年01期
8 郭帅,何永义;PSoC的动态配置能力及其实现方法[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年01期
9 龙马;军用MEMS箭在弦上[J];电子产品世界;2002年17期
10 傅卫;一种新型压电陶瓷驱动电路[J];电子技术;1994年04期
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1 丛红;反射式光纤微位移传感器[J];传感器技术;2003年09期
2 赵育良,许兆林,李开端;基于CCD的激光微位移测量系统研究[J];激光技术;2003年01期
3 郭羽;微位移进给刀架控制系统设计[J];辽宁工学院学报(自然科学版);2002年01期
4 左勇;孙颖;韩佳雨;;AD7710在小信号测试系统中的应用[J];电子产品世界;2005年24期
5 陈新军,叶梅,叶虎年;光纤位移传感器在微位移测量中的应用研究[J];传感技术学报;2002年04期
6 左勇;刘梦夏;李伟;;微位移测试系统设计[J];仪表技术与传感器;2005年12期
7 戴光智;孙宏伟;杨欧;;基于微位移的超分辨率重建算法研究[J];微计算机信息;2010年24期
8 贾振元,王福吉,史纯,张永顺,郭丽莎;超磁致伸缩微位移执行器控制系统研究[J];大连理工大学学报;2004年06期
9 黄伟,周肇飞,张涛;集成光电传感器的研究[J];激光技术;2004年06期
10 程江涛;蒋和生;张济生;;一种新型微位移电阻传感器[J];现代制造工程;2007年01期
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1 吴秋平;韩丰田;;半球静电支承的数字控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
2 郑杰;韩梅;;基于微位移的超分辨率重建技术[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
3 李成英;袁惠群;李鹤;杨李色;闻邦椿;;TeDvFe合金超磁致伸缩材料特性实验[A];振动利用技术的若干研究与进展——第二届全国“振动利用工程”学术会议论文集[C];2003年
4 武文远;龚艳春;黄雁华;;反射式光纤传感器微位移智能化测量系统的研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 唐孝容;谭多望;汪斌;李剑峰;;激光微位移干涉仪在微型药量爆炸容器研究中的应用[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
6 崔艳军;李建欣;朱日宏;;基于小波变换的激光干涉微位移变化量测量技术[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
7 郭红莲;李兆霖;韩学海;程丙英;张道中;;用光二极管四象限探测器实现光镊系统中力和位移的测量[A];第五届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2001年
8 张毅;柏连发;陈钱;顾国华;张保民;;基于红外TFT-LCD的非机械式微扫描技术研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 阮继源;;第二讲 颈腰椎椎管外软组织损伤手法治疗新进展[A];颈腰椎椎管外软组织损伤针刀与手法治疗新进展——浙江省中医药学会针刀医学分会首届学术讨论会暨2005年国家级中医药继续教育项目资料汇编[C];2005年
10 沈磊;;Hybrid混合纳米定位技术大行程纳米精度平移台[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 ;模口间隙微位移调节装置[N];中国包装报;2004年
2 记者 付仲君;甘肃民营企业起草国家标准[N];中国质量报;2004年
3 水文;地质灾害监测的新式武器[N];中国矿业报;2004年
4 ;滑坡监测预测新技术研究告捷[N];中国国土资源报;2003年
5 ;纳米级多作动器微进给平台设计[N];科技日报;2005年
6 记者 班威;韩学者称日本地震使朝鲜半岛向东移[N];新华每日电讯;2011年
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1 杨兴;磁场与位移感知型超磁致伸缩微位移执行器及其相关技术研究[D];大连理工大学;2002年
2 谷国迎;压电陶瓷驱动微位移平台的磁滞补偿控制理论和方法研究[D];上海交通大学;2012年
3 纪华伟;压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D];浙江大学;2006年
4 顾磊;高性能MEMS射频无源器件与三维硅微机械加工技术[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
5 夏豪杰;高精度二维平面光栅测量系统及关键技术研究[D];合肥工业大学;2006年
6 权哲浩;纳米级步进压电微动台结构设计与性能分析研究[D];天津大学;2007年
7 冯金扬;表面应力敏感微梁的设计制作及双光栅干涉测量方法[D];清华大学;2013年
8 曹聚亮;图像超分辨率处理、成像及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
9 刘德忠;双指微动操作器开发与研究[D];北京工业大学;2002年
10 金一;机刻光栅制造系统结构特性与精度控制研究[D];中国科学技术大学;2013年
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1 陈阳;光学式非接触厚度-微位移测量仪的研制[D];哈尔滨理工大学;2003年
2 裴童;新型大行程并联微定位平台性能综合优化设计方法研究[D];山东理工大学;2014年
3 张淑敏;光纤在微位移及表面粗糙度测量中的应用[D];长春理工大学;2004年
4 王杉;多点微位移自动检测仪[D];山东科技大学;2004年
5 王昌;Tb-Dy-Fe单晶的磁致伸缩效应及其在微位移致动器中的应用研究[D];武汉理工大学;2002年
6 陶惠峰;超精密微位移系统研究[D];浙江大学;2003年
7 赵岩;超磁致伸缩材料微位移执行器空间磁场分布特性的研究[D];大连理工大学;2004年
8 刘楚辉;基于超磁致伸缩材料的微位移致动器设计与研究[D];浙江大学;2004年
9 王伟锋;指示表全自动检定仪的研究[D];长春理工大学;2002年
10 王寄远;光纤在微位移测量中的应用[D];长春理工大学;2004年
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