要在軟件里實現“納米位移臺”的精確掃描路徑，可以把問題拆成路徑生成→運動整形→定時與同步→閉環與補償→標定與畸變校正→安全與魯棒性六個層面。
一、路徑生成（你到底想走哪些點）
選掃描拓撲
經典：逐行光柵（raster）、蛇形（serpentine，奇偶行反向避免回程）、螺旋（spiral）、李沙育（Lissajous，均勻覆蓋、頻域友好）、自定義 ROI 網格。
設置網格參數
視場大小 Lx×Ly、采樣點數 Nx×Ny、像素駐留時間 dwell、overscan（左右各加幾列像素用于回掃整定）。
生成目標點列（世界坐標或電壓坐標）
x[i], y[i] 通常用等距或基于畸變 LUT 的非等距采樣；蛇形掃描行間反轉，減少飛返時間。
二、運動整形（同樣的路徑要“怎么走”）
速度曲線選 S 曲線（限加速度/限加加速度）而不是梯形，降低共振激發，縮短整定時間。
為每條線的首尾加“前奏/尾奏”段（ramp-in/out）和“回掃段”（retrace），不采集數據但讓平臺穩態。
前饋項：對目標位移加速度前饋/速度前饋，壓電平臺再加電容負載補償（等效 RC 前饋）。
三、定時與同步（讓位移與采集同拍）
用硬件時鐘做主時基：DAQ/FPGA 的 sample clock 作為像素時鐘。
位置更新與采集觸發
DAC 更新出碼 → 驅動器響應 → 等待整定窗口 → 觸發探測器采樣（或由像素時鐘觸發 ADC/相機）。
雙緩沖/環形緩沖：邊輸出下一行，邊處理上一行數據，避免軟件抖動。
盡量走實時鏈路（EtherCAT、FPGA、RT 內核），不要依賴普通 USB 計時。
四、閉環與補償（把不可控變成可控）
閉環位置控制
高帶寬位置環（P/PI + 適量 D 或二自由度控制），積分只消除慢漂；必要時在回掃段才強積分。
非線性與蠕變補償
壓電：電壓→位移用 LUT 線性化，疊加簡單蠕變模型 Δx≈Σ Ai(1?e^(?t/τi)) 做前饋；或上位機離線標定生成逆模型。
反向間隙/粘滯
電機臺：雙向往返標定 backlash，用雙擊打（預加載）或軟件預沖量補償；壓電臺：微粘滯檢測到就改為單向蛇形或提高前饋。
漂移校正
定期插入“錨定幀”：對參考花紋/特征做互相關估計漂移量并微調接下來的路徑；或實時融合傳感器溫度模型做溫漂補償。
五、標定與畸變校正（把指令坐標映成真實坐標）
標定網格
用標準樣品（微納標尺）掃描，擬合得到從理想網格到測得坐標的映射：仿射 + 二維多項式/薄板樣條。
在線糾偏
掃描前把目標點陣先過一次“反畸變映射”得到發給平臺的點列，采集后再做“正畸變”復原，前后閉環一致。
雙向偏置
蛇形掃描下，奇偶行會有常量偏移，單獨測得 Δx_odd/Δx_even，在線修正。
六、安全與魯棒性（別讓精度輸給意外）
軟硬限位、斜坡上電/下電、看門狗超時回零。
超差策略：誤差>閾值時自動降速/增駐留或重掃該行。
日志與追蹤：把時戳、目標/實際位置、誤差、溫度、觸發號全記錄，便于復盤。