在使用納米位移臺(tái)進(jìn)行掃描時(shí)，優(yōu)化掃描路徑是減少系統(tǒng)振動(dòng)、提升定位精度和圖像質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。以下是幾種常用且有效的優(yōu)化路徑設(shè)計(jì)方法：
首先，避免使用帶有急劇加速度變化的波形，例如傳統(tǒng)鋸齒波或方波路徑，這類軌跡在方向切換處會(huì)造成系統(tǒng)沖擊，引起激發(fā)共振和機(jī)械抖動(dòng)。建議改為采用平滑的軌跡設(shè)計(jì)，例如正弦波、S形曲線（也稱加加速度有限曲線）或多項(xiàng)式平滑路徑，這類曲線能確保加速度變化連續(xù)，減小慣性負(fù)載引起的振動(dòng)。
其次，控制路徑切換段的速度和加速度。掃描路徑中如存在往返切換點(diǎn)，應(yīng)減緩換向點(diǎn)的速度并引入過渡段。例如在掃描一行結(jié)束準(zhǔn)備回掃時(shí)，可以設(shè)置一個(gè)緩慢減速、短暫停留再緩慢起動(dòng)的過程。這種“軟切換”比突變更能降低沖擊帶來的振動(dòng)。
再者，路徑應(yīng)盡量保持連續(xù)性和方向一致性，尤其在二維掃描中，避免每行掃描結(jié)束后做快速大角度跳躍（如之字形掃描方式中的突變）。可以采用螺旋掃描、弓形掃描等連貫曲線形式，從而減小運(yùn)動(dòng)部件瞬時(shí)方向變化引起的非線性響應(yīng)。
此外，路徑長(zhǎng)度和密度也需平衡。如果掃描路徑過密或過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)長(zhǎng)期處于動(dòng)態(tài)狀態(tài)，溫升和累積誤差更容易引起低頻振動(dòng)。適當(dāng)控制掃描范圍和分辨率，在不損失所需數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下減輕系統(tǒng)負(fù)荷，是減少振動(dòng)的另一思路。
在路徑生成之后，可以使用運(yùn)動(dòng)控制軟件進(jìn)行前饋補(bǔ)償或軌跡預(yù)處理。很多高性能控制器支持對(duì)路徑做加速度限制、濾波處理，或基于模型的運(yùn)動(dòng)前饋補(bǔ)償，有助于抑制高頻振動(dòng)成分。
總之，優(yōu)化掃描路徑以減少振動(dòng)的核心是控制加速度變化、保持路徑連續(xù)平滑、限制運(yùn)動(dòng)劇烈度，并結(jié)合控制器功能實(shí)施前饋與濾波處理。這種綜合策略將有效提升納米位移臺(tái)在動(dòng)態(tài)掃描過程中的穩(wěn)定性和重復(fù)性。