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要在软件里实现“纳米位移台”的精确扫描路径，可以把问题拆成路径生成→运动整形→定时与同步→闭环与补偿→标定与畸变校正→安全与鲁棒性六个层面。
一、路径生成（你到底想走哪些点）
选扫描拓扑
经典：逐行光栅（raster）、蛇形（serpentine，奇偶行反向避免回程）、螺旋（spiral）、李沙育（Lissajous，均匀覆盖、频域友好）、自定义 ROI 网格。
设置网格参数
视场大小 Lx×Ly、采样点数 Nx×Ny、像素驻留时间 dwell、overscan（左右各加几列像素用于回扫整定）。
生成目标点列（世界坐标或电压坐标）
x[i], y[i] 通常用等距或基于畸变 LUT 的非等距采样；蛇形扫描行间反转，减少飞返时间。
二、运动整形（同样的路径要“怎么走”）
速度曲线选 S 曲线（限加速度/限加加速度）而不是梯形，降低共振激发，缩短整定时间。
为每条线的首尾加“前奏/尾奏”段（ramp-in/out）和“回扫段”（retrace），不采集数据但让平台稳态。
前馈项：对目标位移加速度前馈/速度前馈，压电平台再加电容负载补偿（等效 RC 前馈）。
三、定时与同步（让位移与采集同拍）
用硬件时钟做主时基：DAQ/FPGA 的 sample clock 作为像素时钟。
位置更新与采集触发
DAC 更新出码 → 驱动器响应 → 等待整定窗口 → 触发探测器采样（或由像素时钟触发 ADC/相机）。
双缓冲/环形缓冲：边输出下一行，边处理上一行数据，避免软件抖动。
尽量走实时链路（EtherCAT、FPGA、RT 内核），不要依赖普通 USB 计时。
四、闭环与补偿（把不可控变成可控）
闭环位置控制
高带宽位置环（P/PI + 适量 D 或二自由度控制），积分只消除慢漂；必要时在回扫段才强积分。
非线性与蠕变补偿
压电：电压→位移用 LUT 线性化，叠加简单蠕变模型 Δx≈Σ Ai(1−e^(−t/τi)) 做前馈；或上位机离线标定生成逆模型。
反向间隙/粘滞
电机台：双向往返标定 backlash，用双击打（预加载）或软件预冲量补偿；压电台：微粘滞检测到就改为单向蛇形或提高前馈。
漂移校正
定期插入“锚定帧”：对参考花纹/特征做互相关估计漂移量并微调接下来的路径；或实时融合传感器温度模型做温漂补偿。
五、标定与畸变校正（把指令坐标映成真实坐标）
标定网格
用标准样品（微纳标尺）扫描，拟合得到从理想网格到测得坐标的映射：仿射 + 二维多项式/薄板样条。
在线纠偏
扫描前把目标点阵先过一次“反畸变映射”得到发给平台的点列，采集后再做“正畸变”复原，前后闭环一致。
双向偏置
蛇形扫描下，奇偶行会有常量偏移，单独测得 Δx_odd/Δx_even，在线修正。
六、安全与鲁棒性（别让精度输给意外）
软硬限位、斜坡上电/下电、看门狗超时回零。
超差策略：误差>阈值时自动降速/增驻留或重扫该行。
日志与追踪：把时戳、目标/实际位置、误差、温度、触发号全记录，便于复盘。