Méthodologie de compensation de gain pour un balayage sinusoïdales d'un miroir galvanomètre proportionnelle intégrale différentielle de contrôle au moyen de techniques Préaccentuation

L’objectif général de cette procédure est de démontrer une technique permettant de compenser la réduction de gain des miroirs du galvanomètre dans le suivi du trajet en onde sinusoïdale. Utilisation du contrôle proportionnel-intégral-différentiel pour la compensation du flou de mouvement. Cette méthode peut être appliquée dans le domaine de l’ingénierie optique à des problèmes tels que le suivi de cible, le contrôle du balayage et la compensation du flou de mouvement.

Le principal avantage de cette technique est qu’elle s’appuie sur des paramètres préconfigurés et le rapport entrée/sortie, et ne nécessite pas de modèles de contours actifs et de matériel supplémentaires. Réalisez l’expérience sur un banc optique. Et préparez un miroir galvanomètre à monter sur le banc.

Le miroir doit être dans un gabarit sur mesure, pour éviter que le miroir et son corps ne bougent lors des oscillations. Placez le gabarit et le miroir dans un support optique. Ensuite, fixez la monture au banc optique pour continuer.

Contrôlez le miroir avec un ordinateur équipé d’une carte A/D N/A. Étendez les câbles correctement connectés de la carte au miroir. Là, connectez les câbles aux prises d’entrée et de position du miroir du galvanomètre.

Sur l’ordinateur, utilisez une interface utilisateur graphique pour un générateur de fonctions sinusoïdales. Programmez l’interface pour effectuer plusieurs essais tout en faisant varier la fréquence et l’amplitude. Pour cette expérience, utilisez une boucle externe sur une plage de fréquences.

Réglez la fréquence minimale sur 100 Hertz. Réglez la fréquence maximale sur 500 Hertz. Augmentez la fréquence de 100 Hertz.

La boucle intérieure est au-dessus de l’amplitude de la tension. Utilisez une tension minimale de 10 millivolts. Pour une tension maximale, utilisez 500 millivolts.

Augmentez la tension de 10 millivolts. Entrez la durée du signal du trajet sinusoïdal sous forme de 2000 échantillons. Pilotez le miroir avec l’ordinateur et enregistrez simultanément son signal de position et déterminez son angle.

Utilisez un fichier distinct pour enregistrer les données de chaque fréquence et de chaque amplitude de tension. Une fois toutes les données collectées, tracez l’amplitude de sortie en fonction de l’amplitude d’entrée pour chacune des fréquences. Notez que les données pour les basses fréquences montrent une plus grande amplitude de sortie en fonction de l’amplitude d’entrée que les hautes fréquences.

Cela démontre la réduction du gain en fonction de la fréquence, pour laquelle cette technique compense. Excluez le comportement non linéaire et concentrez-vous sur la partie approximativement linéaire des graphiques pour obtenir les coefficients de préaccentuation. Cette expérience nécessite une image en mouvement en vue du miroir.

Pour y parvenir, utilisez un tapis roulant qui peut se déplacer à 30 kilomètres par heure. L’image de cette expérience, un motif de texture fine, a été imprimée sur du ruban adhésif et appliquée sur la ceinture. Maintenant, passez à la configuration des éléments optiques.

Disposez un appareil photo avec un téléobjectif, de sorte qu’il puisse utiliser le miroir galvanomètre pour suivre le mouvement de la bande transporteuse. Assurez-vous que le miroir du galvanomètre est connecté à l’ordinateur de commande avec le logiciel de préaccentuation. Afin de capturer des images décentes, éclairez le tapis roulant avec une source lumineuse appropriée.

Sur le banc, réglez la mise au point de l’objectif appropriée pour l’écran de l’ordinateur. Ensuite, travaillez à synchroniser le miroir et le temps d’exposition de l’appareil photo. Ensuite, entrez les paramètres de l’appareil photo pour les images attendues.

Cette image illustre le timing utilisé par le logiciel de déclenchement. En fonction du temps, l’angle du miroir est donné par la courbe sinusoïdale bleue. La fonction triangle rouge représente l’angle de miroir idéal pour un balayage en fonction du temps.

Centrez le temps d’exposition lorsque l’angle est à zéro degré et se déplace avec une vitesse angulaire positive. C’est là que les deux courbes se croisent. Réglez le logiciel pour déclencher la moitié du temps d’exposition de l’appareil photo plus tôt et terminer la moitié du temps d’exposition plus tard.

À l’aide du logiciel de préaccentuation, entrez la vitesse de la bande transporteuse en kilomètres par heure. Ensuite, entrez la distance entre l’appareil photo et la ceinture en mètres. Le logiciel calculera la vitesse angulaire requise.

Entrez ensuite la fréquence à laquelle le miroir est piloté. Le logiciel calcule l’amplitude d’entrée. Utilisez l’amplitude dans le logiciel de préaccentuation.

Une fois tous les paramètres saisis, retournez sur le tapis roulant. Démarrez la bande en mouvement à la vitesse utilisée dans le logiciel pour créer une image en mouvement. Démarrez le logiciel de contrôle et commencez à enregistrer des images à partir de l’appareil photo.

Le contrôleur compense l’inertie du miroir galvanométrique pour améliorer le flou de l’image. Avant la technique de préaccentuation, il s’agissait du tracé du signal de sortie en fonction du signal d’entrée. Après avoir appliqué la technique, voici l’intrigue.

Presque tous les tracés de sortie se trouvent sur la droite y égale x. De même, avant la technique de préaccentuation, il s’agissait du tracé du gain en fonction du signal d’entrée. Après avoir appliqué la technique, presque tous les graphiques d’amplitude sont sur la droite y égale zéro dB.

Il s’agit d’une image qui a été placée sur la bande transporteuse, montrée lorsque la bande est au repos. La ligne bleue indique l’endroit où le profil de droite a été pris. Il s’agit de la même image lorsque la bande transporteuse se déplace à 30 kilomètres par heure et qu’aucune compensation de flou de mouvement n’est active.

Ici, il y a une compensation de flou de mouvement, mais la préaccentuation est inactive. Dans cette version finale, la compensation du flou de mouvement et la technique de préaccentuation sont actives. Il s’agit d’une grande amélioration par rapport aux deux autres options.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une heure si elle est exécutée correctement. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de l’ingénierie optique pour explorer la compensation du flou de mouvement dans le balayage à grande vitesse.