Metodologia Gain-risarcimento per una scansione sinusoidale di un galvanometro specchio in proporzionale-integrale-differenziale di controllo Utilizzando tecniche di pre-enfasi

Sommario

Si propone un metodo per estendere la frequenza corrispondente utilizzando una tecnica di pre-enfasi. Questo metodo compensa la riduzione del guadagno di uno specchio galvanometro nel percorso sinusoidale inseguimento utilizzando il controllo proporzionale-integrale-differenziale.

Abstract

specchi galvanometro sono utilizzati per applicazioni ottiche come il monitoraggio di destinazione, disegno, e il controllo di scansione a causa della loro elevata velocità e precisione. Tuttavia, la reattività di uno specchio galvanometro è limitata dalla sua inerzia; quindi, il guadagno di uno specchio galvanometro viene ridotta quando il percorso di controllo è ripida. In questa ricerca, si propone un metodo per estendere la frequenza corrispondente utilizzando una tecnica di pre-enfasi per compensare la riduzione del guadagno di specchi galvanometro a percorso sinusoidale monitoraggio utilizzando proporzionale-integrale-differenziale di regolazione (PID). La tecnica di pre-enfasi ottiene un valore di ingresso per un valore di uscita desiderato in anticipo. Applicando questo metodo per controllare lo specchio galvanometro, il guadagno grezzo di uno specchio galvanometro in ogni frequenza e ampiezza per percorso sinusoidale tracciamento utilizzando un regolatore PID è stato calcolato. Dove il controllo PID non è efficace, mantenendo un guadagno di 0 dB per migliorare la precisione di inseguimento traiettoria, è possibileampliare la gamma di velocità in cui un guadagno di 0 dB può essere ottenuta senza ottimizzazione dei parametri di controllo PID. Tuttavia, se v'è una sola frequenza, amplificazione è possibile con un singolo coefficiente pre-enfasi. Pertanto, un'onda sinusoidale è adatto a questa tecnica, a differenza di onde triangolari e dente di sega. Quindi, siamo in grado di adottare una tecnica di pre-enfasi per configurare i parametri in anticipo, e non abbiamo bisogno di preparare i modelli di controllo attivi aggiuntivi e hardware. I parametri vengono aggiornati immediatamente nel ciclo successivo a causa del ciclo aperto dopo i coefficienti pre-enfasi sono impostati. In altre parole, a considerare il controllore come scatola nera, dobbiamo conoscere solo il rapporto tra ingresso e uscita, e la modellazione dettagliata non è necessaria. Questa semplicità permette al nostro sistema di essere facilmente incorporato nelle applicazioni. Il nostro metodo utilizzando la tecnica di pre-enfasi per un sistema di compensazione del movimento-sfocatura e l'esperimento condotto per valutare il metodo sono spiegati.

Introduzione

Vari attuatori ottici ei metodi di controllo adatte per varie applicazioni ottiche sono stati proposti e sviluppati ^{1, 2.} Questi attuatori ottici sono in grado di controllare il percorso ottico; specchi galvanometro soprattutto offrono un buon equilibrio in termini di precisione, velocità, la mobilità, e costano ^{3, 4, 5.} In realtà, il vantaggio offerto dalla velocità e la precisione di specchi galvanometro ha portato alla realizzazione di una varietà di applicazioni ottiche, come il monitoraggio di destinazione e il ....

Protocollo

1. Acquisizione di guadagno dati per uno specchio Galvanometer

1. Fissare lo specchio galvanometro tale che è stabilizzato per proteggerlo da danni oscillando. Non solo lo specchio galvanometro, ma anche il corpo dello specchio galvanometro, si muove se non fissato in posizione utilizzando una maschera metallica misura con un foro circolare per lo specchio galvanometro. Fissare la maschera su una portante ottica ed un banco ottico.
2. Collegare i cavi BNC dalla scheda / DA AD tramite una morsettiera alle prese di ingresso e di posizione nel servoazionamento dello specchio galvanometro.
3. Programma generatore di funzione sinusoidale come interfa....

Risultati

I risultati presentati sono stati ottenuti usando un / a bordo DA AD e una macchina fotografica. La Figura 1 mostra la procedura della tecnica di pre-enfasi; pertanto, è il nucleo di questo articolo. Non è necessario impostare i parametri del controllo PID dopo lo stato di inizializzazione; di conseguenza, la procedura di acquisto online è notevolmente semplice.

La Figura 10 mostra i risultati.......

Discussione

Questo articolo presenta un procedimento capace di ampliare la gamma di frequenza sinusoidale di ottenere elevata precisione di traiettoria con controllo PID. Perché la risposta di uno specchio galvanometro è limitata dalla sua inerzia, è fondamentale utilizzare uno specchio galvanometro quando il percorso di controllo è ripida. Tuttavia, in questa ricerca, proponiamo un metodo per migliorare le specifiche di controllo e quindi provare il metodo ottenendo risultati sperimentali.

Nel nostro p.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Specchio galvanometrico	Cambridge Technology	M3s Asse
Maschera metallica su misura	ASKK-Con		foro circolare per specchio galvanometrico
Supporto ottico	SIGMAKOKI	CAA-60L
Banco ottico	SIGMAKOKI	OBT-1500LH
Oscilloscopio	Tektronix	MSO 4054
AD/DA scheda	Interfaccia	PCI-361216
PC	DELL	Precision T3600
Galvanometro specchio servocontrollore	Cambridge Technology	Minisax
Lens	Nikon	AF-S NIKKOR 200mm f/2G ED VR II
Telecamera ad alta velocità	Mikrotron	Eosens MC4083	Fuori produzione, ma venduto come MC4087. Il collegamento del cavo è diverso dal nastro trasportatore MC4083
	ASUKA-Con		un motore di controllo della velocità (BX5120A-A realizzato da Oriental Motor), nastro in gomma di ferro (100-F20-800A-J prodotto da NOK) e così via
Nastro stampabile	A-one	F20A4-6
Texture fotografica	Shutterstock, Inc.	231357754	Scheda madre stampata del computer con microcircuito, primo piano
Morsettiera	Interfaccia	TNS-6851B
Scheda CoaXPress	AVALDATA	APX-3664
MATLAB	mathworks	MATLAB R2015a