Design of a Hybrid Control System for Atomic Force Microscope Using Adaptive Nonlinear Observer and Backstepping Controller

سال انتشار: 1387
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 912

متن کامل این مقاله منتشر نشده است و فقط به صورت چکیده یا چکیده مبسوط در پایگاه موجود می باشد.
توضیح: معمولا کلیه مقالاتی که کمتر از ۵ صفحه باشند در پایگاه سیویلیکا اصل مقاله (فول تکست) محسوب نمی شوند و فقط کاربران عضو بدون کسر اعتبار می توانند فایل آنها را دریافت نمایند.

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

ICNN02_217

تاریخ نمایه سازی: 27 شهریور 1391

چکیده مقاله:

The atomic force microscope (AFM) or other wise called scanning force microscope (SFM) was invented in 1986 by Binnig, Quate and Gerber [1]. It has been operated in two modes. Open loop and closed loop. One of the major drawbacks of the open loop operation in AFM is chaotic behavior which causes errors in topographical information. In a closed loop operation, the cantilever deflection is maintained by a feedback controller at a set point while scanning the sample surface.The AFM systems suffer from creep, hysteresis, and limited bandwidth of operation, nonlinear dynamics and parameters uncertainties. For this purpose several feedback control strategies and force identification methods [2]-[6] have been developed in order to improve the AFM operation and reduce above mentioned errors. However, they provide limited vibration-dynamics compensation and usually suffer from design complexity. Furthermore most of these methods employ linear model for the system which is based on measured frequency response and curve-fitting.In this paper a hybrid nonlinear control scheme for an atomic force microscope is developed. For this reason a backstepping control algorithm is presented to achieve asymptotic cantilever tip tracking for bounded tip trajectories. In addition, for the purpose of force identification and variations of cantilever-tip parameter estimation, using adaptive input-output feedback linearization technique a nonlinear observer is designed. Simulation results obtained confirm the effectiveness and validity of the proposed hybrid controller.

نویسندگان

A Farrokh Payam

Device Modelling & Simulation Lab, School of Electrical & Computer Engineering, Faculty of Engineering,, University of Tehran, Tehran

M.J Yazdanpanah

Control & Intelligent Processing Center of Excellence, School of Electrical & Computer Engineering, Faculty of Engineering,, University of Tehran, Tehran, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • G. Binnig, C. Gerber, and C. Quate, _ force microscope", ...
  • Ashhab, M., Salapaka, M.. Dahleh M., and Mezic, "Dynamical Analysis ...
  • A. Sinha, "Nonlinear dynamics of atomic force microscope with PI ...
  • A. Sebastian, M. V. Salapaka, J. P. Cleveland, ; Robust ...
  • Y. Fang, M. Feemster, D. Dawson and N M. Jalili, ...
  • Lucy Y. Pao, Jeffrey A. Butterworth, and Daniel Y Abramovitch, ...
  • نمایش کامل مراجع