数字共焦显微技术压电物镜控制器设计--《广西大学》2015年硕士论文
数字共焦显微技术压电物镜控制器设计
【摘要】：针对数字共焦显微技术序列光学切片显微图像采集对显微镜微位移控制的要求,本文采用压电物镜驱动器驱动显微镜物镜进行纳米级等间隔微位移,并根据实际需求研究设计控制器用于压电物镜驱动器的驱动控制。该压电物镜控制器包含驱动电源和控制算法两部分,最终控制实现物镜的连续纳米级等间隔步进。本文根据压电陶瓷的特性及实际控制需求,通过计算及实验测试,提出了压电物镜控制器的设计指标。对本课题组研制的驱动电源所存在问题进行了实验分析,并结合国内外研究现状及设计指标,提出了一种新的基于LTC6090的低成本压电物镜驱动器驱动电源。该驱动电源以误差放大式驱动电源作为主要设计形式,采用小功率运放LTC6090和三极管构成误差放大电路替代常用高压功率运放,并结合桥式电路提高输出电压和电流。对实际制作的驱动电源电路进行性能测试,结果表明该驱动电源能够实现浮地单极性150V电压输出,线性度达0.014%,峰值电流达±100mA,带负载静态纹波小于15mV,具有良好的方波响应,达到了压电陶瓷驱动电源主流产品的性能指标,并有效降低了成本,满足压电物镜驱动器控制需求。本文对课组题研究的控制算法在实际应用中存在的问题进行了分析。对近年来使用较广泛的基于前馈补偿与闭环控制结合的复合控制算法进行了研究与应用,从实验结果比较中得出一个结论：逆模型前馈补偿算法的建模较难达到纳米等级,使得逆模型前馈补偿算法及其复合控制算法不能满足纳米级步进控制要求。最后选择了PID闭环算法作为压电物镜控制器的控制算法。按照设计指标进行测试实验,结果表明本文设计的压电物镜控制器基本达到设计指标,能够实现小于10nm的静态控制误差及50nm等间隔步进控制,为今后序列光学切片显微图像采集应用奠定了基础。文章最后详细阐述了设计过程中遇到的未解决问题,在对问题进行分析后提出了后续工作展望。
【关键词】：
【学位授予单位】：广西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TH742【目录】：
摘要4-6ABSTRACT6-10第一章 绪论10-23 1.1 研究背景及意义10-12 1.2 国内外研究现状12-21
1.2.1 压电陶瓷驱动电源类型12-16
1.2.2 压电陶瓷控制方法16-20
1.2.3 国内外压电陶瓷控制器产品分析20-21 1.3 论文研究的主要目的与内容21 1.4 论文安排21-22 1.5 本章小结22-23第二章 压电物镜驱动器基本理论介绍23-31 2.1 压电陶瓷的工作原理23-24
2.1.1 正压电效应23
2.1.2 逆压电效应23-24
2.1.3 电致伸缩效应24 2.2 压电陶瓷的特性24-29
2.2.1 迟滞特性24-26
2.2.2 蠕变特性26-27
2.2.3 响应特性27
2.2.4 电容特性27-29 2.3 压电物镜驱动器介绍29-30 2.4 本章小结30-31第三章 压电物镜控制器的驱动电源设计31-54 3.1 控制器设计指标提出31-33 3.2 课题组研制的驱动电源问题分析33-38
3.2.1 高压数控电位器分析测试34-35
3.2.2 功率放大电路分析测试35-36
3.2.3 放电回路分析测试36-38 3.3 压电物镜控制器的驱动电源设计38-45
3.3.1 压电物镜控制器的组成38
3.3.2 驱动电源类型选择38-39
3.3.3 放大电路设计39-42
3.3.4 高压直流源设计42-43
3.3.5 微控制器及DAC选择43-44
3.3.6 传感器信号调理模块介绍及ADC选择44-45 3.4 驱动电源性能测试45-53
3.4.1 电压输出线性度46-47
3.4.2 峰值电流47-49
3.4.3 方波响应49-50
3.4.4 静态纹波50-51
3.4.5 频率响应51-53 3.5 本章小结53-54第四章 压电物镜控制器的控制算法研究与应用54-71 4.1 课题组研究的控制算法问题分析54-55 4.2 压电物镜控制器控制算法研究55-68
4.2.1 逆Preisach前馈补偿控制算法55-61
4.2.2 PID闭环控制算法61-62
4.2.3 逆Preisach前馈补偿结合PID复合控制算法62
4.2.4 三种控制算法实验比较分析62-68 4.3 本文控制器实验测试68-70 4.4 本章小结70-71第五章 总结与展望71-75 5.1 研究工作总结71-72 5.2 存在问题及后续工作展望72-75参考文献75-79致谢79-80攻读学位期间发表论文情况80
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京公网安备75号显微镜上标的是什么含义目镜（WF10X,DIN/18MM)物镜(40/0.65,160/0.17）表示什么含义?目镜是一个，物镜也是只有一个。
花舞15735撕辣
目镜的WF是广角的意思,你可以理解为视角宽广,WF10X就是广角目镜10倍的意思,10X就是10倍.物镜40是放大40倍的意思,就是这只物镜是40倍物镜,斜扛后面的0.65是数值孔径,关于数值孔径我建议百度一下,里面会有更详细的解说...
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物镜转换器
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物镜转换器的作用顾名思义，即转换物镜。按定位方式的不同,物镜转换器可分为外定位式和内定位式两种.但无论哪种方式,其基本结构都是由上下两块凸面朝下的圆盘组成.上面一块固定在镜筒的下端,称为固定盘.下面一块可以绕其中心的大头螺钉旋转,称为转动盘.物镜就分别安装在转动盘的几个对称的螺丝口上.外定位式的转换器,其定位弹簧安装在外面；内定位式的转换器,其定位弹簧片安装在固定盘里面.当转动盘旋转至某一位置时,定位弹簧片上的凸棱落入定位槽中,发出咔嗒一声响,便有一个物镜进入光路.继续旋转转动盘,可将各个物镜依次调在显微镜的光轴位置上.对物镜转换器的精度有两点要求：同轴和齐焦.所谓同轴,是指每个物镜被定位即调入光路后,物镜和目镜的光轴应在一条直线上.所谓齐焦,是指用低倍物镜调焦后,从低倍转换到高倍物镜,无须使用粗调,即可初见物像（但允许细调）.齐焦又称为“等高转换”.
一般所见的有4个物镜：4倍、10倍、40倍、100倍（大学用），在观察物品时，当需要放大或缩小时，就利用物镜转换器来转换到更大或更小倍数的物镜。
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物镜上标记的颜色代表什么意思？北京显微镜，北京显微物镜，目镜
物镜上标记的颜色代表什么意思？&&&&&&& 物镜上的颜色代表着放大倍率，这样很容易识别物镜的放大倍率。红色标记表示放大倍率为4倍或5倍，黄色代表10倍，绿色代表20倍，兰色代表40倍，50倍或60倍。白色代表100倍。奥林巴斯识别相差物镜用红色标记靠近物镜的前透镜，识别无限远相差物镜用绿色表示。北京中显恒业仪器仪表有限公司手机：（王春晓）邮箱：传真：010-网址：
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