《大行程微/納表面測量與表征系統及其關鍵技術》是依託天津大學，由田延嶺擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大行程微/納表面測量與表征系統及其關鍵技術
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：田延嶺
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
密切結合現代微/納工程材料測量與表征的需求，開發具有高精度、大行程特點的新型多功能探針型表面測量與表征系統及其綜合性能指標保障技術。研究基於宏/微雙重運動形式的微/納定位系統結構最佳化設計理論，開發單次掃描多參數測量的原理與樣機技術。構建機構運動學與動力學模型以及幾何與運動誤差建模、辨識和標定方法。研究融合靜電致動原理與差動式電容位移檢測理論的新型微/納感測與測量技術以及可靠、高效的數據處理新方法。利用亞納米精度的雷射干涉動態測量技術，建立改善微/納測量與表征系統的動力學特性和測試信號可信度的高魯棒性自適應控制算法與軟硬體實現技術。探討保障微/納表面測量與表征精度的測試工藝和方法。該項研究不僅對提高我國微/納工程表面測量與表征技術的水平具有重要意義和理論價值，而且還具有廣闊的套用前景。
結題摘要
本項目密切結合功能材料表面機械與物理性能的測量與表征的需求，針對現有設備測量範圍小，測量參數單一等問題，開發了一種大行程、多功能微/納表面測量與表征系統。解決了系統結構最佳化設計、微/納位移和力的感測與測量以及定位系統控制策略與算法等關鍵科學問題。開發了基於音圈電機與壓電陶瓷驅動的宏/微定位動平台，構建了微動平台的動力學模型，研究了壓電陶瓷的遲滯性，提出了基於逆遲滯模型的控制方法以及運動解耦算法。開發了集電磁驅動、彈性支撐與位移測量的新型測頭系統，分析了不同電磁裝置結構對電磁梯度以及電磁力的影響，開展了彈性支撐機構的參數最佳化與改進設計。搭建了微/納表面測量與表征系統的物理樣機，探討了樣機綜合性能保障技術。相關理論研究成果在IEEE/ASME T Mechatronics、Review of Scientific Instruments、Precision Engineering 等國內外高水平學術刊物發表論文(SCI/EI) 18篇，授權國家發明專利5項。獲得教育部新世紀優秀人才計畫1人，培養碩/博士研究生6人。出國學術交流和參加國際會議6人次，邀請國外專家來華交流3人次。
