基因测序仪作为现代生物医学研究的核心工具，通过精准测定DNA分子序列，为人类深入探索生物体遗传信息打开了关键窗口，其在医学诊断、农业育种及基础生物学研究等领域的作用举足轻重。基因测序仪通过对生物体基因组进行测序分析，科学家能够系统解析基因的结构与功能，揭示基因之间的相互作用机制，探索基因调控生物发育进程和生理活动的机理。这些研究不仅可以助力人类触及生命本质和深层认知，也能推动探索生物进化的历程。随着基因测序技术的飞速发展，高通量、低成本、高可靠性和高速高精度已经成为该技术迭代升级的核心诉求。

固高科技解决方案

固高科技为基因测序仪行业专门打造了GSN系列高性能多轴网络运动控制卡+GSFD系列低压伺服驱动器运动控制组合解决方案，凭借三大优势精准满足测序需求：其一，搭载固高自主知识产权的gLink-II总线，实现高效可靠的数据传输；其二，内置先进运动控制算法的GSN系列高性能多轴网络运动控制卡与GSFD系列低压伺服驱动器确保控制精度与运行稳定性；其三，小型化的控制部件与具有丰富功能的运动控制卡，可以轻松达到测序过程中对可靠性、精度及效率的严苛要求，这一国产化解决方案不仅能有效降低应用成本，更能显著提升测序效率，为基因测序领域提供强有力的技术支撑。

图1  控制系统拓扑图

基因测序仪在运动控制过程中对精度与协同性有着严苛要求，待测基因样本需固定在十字运动平台上，由控制系统驱动平台在高倍电镜下逐行定点扫描拍照。电镜在运动过程中会根据实际测高数据进行微观调节焦点，以确保所获取图像数据的清晰度。各运动轴的定位精度需要在0.1μm以内，其中X轴方向上携带测序样品需＜0.6mm的运动长度，实现高速逐步定点运动；Y轴需进行换行运动，保障扫描范围的连续衔接顺畅；Z轴则以0.2μm～2μm的幅动范围快速调整镜头焦点，确保成像清晰和稳定。

实际运动控制效果

• 高精度响应快；

• 短距高频效率稳定；

• 三轴整定精度0.1μm；

• 适配多场景高精度、高效率需求。

X轴运动600μm的总时间

Y轴运动1mm的总时间

Z轴运动2μm的总时间

在Z轴高倍镜控制环节，基因测序设备通过固高自主知识产权的gLink-II总线驱动Z轴完成高度微调，确保高倍镜的焦点准确性，而实际调整行程在0.2μm～2μm的幅度范围内。这一高速调高动作可预下载至GSN系列高性能多轴网络运动控制卡的运动程序功能块中实现直接驱动，不仅满足了应用场景中1ms/次调高频要求，实测性能够更优于既定标准。该控制逻辑具备显著的独立性，并行性与实时性的优势，其架构最多能够支持32个线程同步运行，可高效响应焦点调节需求，确保Z轴与其他运动轴的协同稳定性。

图2 GSN控制卡的运动程序和应用程序的关系

固高科技于1999年由香港科技大学的李泽湘、高秉强、吴宏三位机器人、微电子和运动控制领域的国际知名学者和专家所创办，是亚太地区首家拥有自主知识产权, 专业从事运动控制及智能制造核心技术研究与开发的高科技企业，是国内外全互联智能制造综合解决方案提供商之一。固高科技专注于运动控制、伺服驱动、多维感知、工业现场网络和工业软件五个方向的核心技术研究，通过深入的国内外合作、产学研相结合、积极培育系统集成商等创新的商业模式，将固高科技的运控技术及产品广泛应用于微电子、机器人、数控机床、电子加工、检测、印刷、包装及生产自动化等工业控制领域。

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