国家高技术研究发展计划(2007AA12Z128)
- 作品数：8 被引量：15H指数：3
- 相关作者：钱建强华宝成李英姿李渊姚骏恩更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学教育部更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金国家大学生创新性实验计划更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 幅度调制原子力显微镜仿真平台被引量：4
- 2011年
- 基于欧拉-伯努利模型,对幅度调制原子力显微镜(AM-AFM)进行建模,采用PID控制器进行反馈控制,建立了一套幅度调制原子力显微镜仿真平台.仿真结果表明,该平台准确地模拟了AM-AFM探针接近样品和扫描样品的过程中探针的运动状态及AM-AFM的工作系统,可作为大学生做原子力显微镜实验的辅助工具,使学生对AM-AFM的工作特性有一个更深刻的了解,并对AM-AFM的实际操作有一个初步的体验.
- 李小凤蒋沙汝朱丽媛钱建强李渊李英姿
- 关键词：PID控制
- 数字解调自激励频率调制原子力显微镜被引量：4
- 2011年
- 研制了以石英音叉探针作为力传感器的频率调制原子力显微镜(FM-AFM)。利用石英音叉具有压电特性且品质因数高的特点,采用正反馈回路控制石英音叉自激振动于实时共振频率处,通过反馈回路中设置自动增益控制环节控制石英音叉振幅恒定;以简单的标定方法,由流经石英音叉的电流定量计算出石英音叉探针的振动幅度;设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的数字锁相环算法,实现了对石英音叉共振频率的数字化解调。结合实验室自制的AFM控制器,实现了频率调制成像功能,得到了多种样品的清晰图像。
- 华宝成钱建强杨勇姚骏恩
- 关键词：自激励
- 火星探测原子力显微镜几个关键技术的研究
- 原子力显微镜具有纳米量级的分辨本领,且体积小、重量轻、能耗低。开展火星环境原子力显微镜原位探测技术研究,对于了解火星气候的季节性变换和火星地形变化的历史具有重要意义。火星环境原子力显微镜原位测量分析系统,主要包括以自感知...
- 钱建强李渊华宝成李英姿
- 关键词：火星环境原子力显微镜
- 文献传递
- 原子力显微镜引力域成像的驱动频率优化研究被引量：1
- 2012年
- 探针的驱动频率是决定轻敲模式原子力显微镜工作域的重要因素之一。高于共振频率的驱动频率可明显促进探针工作在引力域。本文研究了驱动频率对探针在两个工作区域即引力域和斥力域之间进行转换的重要影响。采用数值仿真的方法针对不同的驱动频率研究了振幅距离曲线和行扫描曲线。结果证明不同的驱动频率对探针工作在引力域的促进作用不同,当选择高于共振频率且探针振幅下降到自由状态下共振振幅的30%时所对应的驱动频率附近,此时的驱动频率对引力域成像促进效果最好。
- 王伟王伟华宝成李英姿
- 关键词：原子力显微镜轻敲模式驱动频率
- 基于压电陶瓷迟滞特性模型的原子力显微镜仿真平台研究被引量：2
- 2012年
- 将基于双二次拉格朗日插值方法的压电陶瓷迟滞非线性Preisach模型,加到原子力显微镜(AFM)仿真平台中,实现在任意加压情况下由于迟滞效应所产生的图像畸变的仿真,更准确地反映原子力显微镜的扫描结果,使得学生在仿真实验中能更好地掌握AFM实验的真实情况.为了校正样品图像的畸变,提出搜索求逆算法,并利用此算法对Preisach模型进行精确求逆,通过改变输入电压抵消了压电陶瓷迟滞效应带来的非线性特性.仿真结果表明,该方法有效地校正了样品图像的畸变.
- 蒋沙汝李小凤李英姿钱建强李渊
- 关键词：PREISACH模型原子力显微镜
- 状态激励轻敲模式原子力显微镜的设计与仿真被引量：3
- 2011年
- 为轻敲模式原子力显微镜设计了一种激励方式,在带有状态反馈的轻敲模式原子力显微镜基础上,除去原有的外加激励信号而引入一个自动增益控制环节,用于维持状态反馈信号的幅度恒定,并将此信号作为悬臂振动的激励信号。该激励方式即为状态激励,用于轻敲模式时可称为状态激励轻敲模式原子力显微镜。采用Matlab/Simulink工具实现了对状态激励轻敲模式原子力显微镜系统的建模和数值仿真,起振曲线证明了状态激励信号能够驱动悬臂振动并调整其工作频率;逼近曲线、线扫描曲线等典型功能仿真实验证明了状态激励方式能够成功地应用于轻敲模式成像。
- 华宝成钱建强姚骏恩
- 关键词：原子力显微镜轻敲模式数值仿真
- 应用于扫描探针显微镜的石英音叉机械模型研究被引量：2
- 2011年
- 石英音叉作为力传感器广泛地应用于各种扫描探针显微镜,主要涉及石英音叉的同相振动和反相振动两种振动模式.通过实验方法和有限元仿真方法对石英音叉的两种振动模式进行研究,发现石英音叉的双臂之间以及双臂与音叉的基部之间都存在耦合作用,双臂之间的耦合使音叉的反相共振频率升高,双臂与基部之间的耦合使音叉的同相共振频率降低.针对两种振动模式的动态特性建立了石英音叉的机械模型并进行合理简化.简化模型是一个四弹簧三质点系统,计算了简化模型的参数.通过一个音叉臂等效质量变化与音叉反相共振频率变化之间的定量关系证明了简化机械模型能够准确地反映石英音叉应用在扫描探针显微镜中的机械特性.
- 华宝成钱建强王曦姚骏恩
- 关键词：扫描探针显微镜石英音叉机械模型
