Gain-компенсация Методика синусоидального сканирования гальванометра Зеркало в пропорционально-интегрально-дифференциального контроля с использованием предыскажений методов

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы продемонстрировать метод компенсации снижения коэффициента усиления зеркал гальванометра при отслеживании синусоидального пути. Использование пропорционального-интегрально-дифференциального управления для компенсации размытия движения. Этот метод может быть применен в области оптической инженерии для решения таких задач, как слежение за целью, управление сканированием и компенсация размытия движения.

Основное преимущество этой методики заключается в том, что она опирается на предварительно настроенные параметры и соотношение ввода-вывода, а также не требует дополнительных активных контурных моделей и оборудования. Проведите эксперимент на оптическом стенде. И подготовьте зеркало гальванометра для крепления на скамейке.

Зеркало должно быть в изготовленном на заказ приспособлении, чтобы предотвратить смещение зеркала и его корпуса во время колебаний. Поместите кондуктор и зеркало в оптическое крепление. Затем закрепите крепление на оптической скамье, чтобы продолжить.

Управляйте зеркалом с помощью компьютера, оснащенного аналогово-цифровой платой. Протяните правильно подключенные кабели от платы к зеркалу. Там подключите кабели к входным и позиционным гнездам зеркала гальванометра.

На компьютере используйте графический интерфейс пользователя для генератора синусоидальных функций. Запрограммируйте интерфейс на выполнение нескольких попыток при изменении частоты и амплитуды. Для этого эксперимента используйте внешнюю петлю в диапазоне частот.

Установите Минимальную частоту на 100 Гц. Установите Максимальную частоту на 500 Гц. Увеличьте частоту на 100 Гц.

Внутренний контур находится над амплитудой напряжения. Используйте минимальное напряжение 10 милливольт. Для максимального напряжения используйте 500 милливольт.

Увеличьте напряжение на 10 милливольт. Введите длительность сигнала синусоидального пути в виде 2000 выборок. Приводите в движение зеркало с помощью компьютера и одновременно записывайте сигнал его положения и определяйте его угол.

Используйте отдельный файл для сохранения данных для каждой частоты и каждой амплитуды напряжения. После того как все данные будут собраны, постройте график выходной амплитуды в зависимости от входной амплитуды для каждой из частот. Обратите внимание, что данные для низких частот показывают большую выходную амплитуду в зависимости от входной амплитуды, чем для высоких частот.

Это демонстрирует уменьшение коэффициента усиления в зависимости от частоты, которую этот метод компенсирует. Исключите нелинейное поведение и сосредоточитесь на приблизительно линейной части графиков для получения коэффициентов предыскажения. Для этого эксперимента требуется движущееся изображение в поле зрения зеркала.

Для этого используйте конвейерную ленту, которая может двигаться со скоростью 30 километров в час. Изображение для этого эксперимента, узор с тонкой текстурой, было напечатано на ленте и нанесено на ремень. Теперь перейдем к настройке оптических элементов.

Расположите фотоаппарат с телеобъективом, чтобы он мог использовать зеркало гальванометра для отслеживания движения конвейерной ленты. Убедитесь, что зеркало гальванометра подключено к управляющему компьютеру с программным обеспечением предварительного выделения. Для того чтобы сделать достойные снимки, подсвечивайте конвейерную ленту соответствующим источником света.

На скамейке установите подходящую фокусировку объектива для дисплея компьютера. Далее проведите работу по синхронизации зеркала и времени экспозиции фотоаппарата. Затем введите настройки камеры для ожидаемых изображений.

На этом рисунке показано время, используемое программным обеспечением триггера. В зависимости от времени угол зеркала определяется синусоидальной кривой синусоиды. Функция «Красный треугольник» представляет собой идеальный угол зеркала для сканирования в зависимости от времени.

Центрировать время экспозиции, когда угол находится на нуле градусов и движется с положительной угловой скоростью. Здесь две кривые пересекаются. Настройте программное обеспечение так, чтобы камера запускала половину времени экспозиции раньше и заканчивала половину времени экспозиции позже.

С помощью программного обеспечения предварительного выделения введите скорость конвейерной ленты в километрах в час. Затем введите расстояние от камеры до ленты в метрах. Программа рассчитает необходимую угловую скорость.

Далее введите частоту, с которой приводится в движение зеркало. Программное обеспечение рассчитывает входную амплитуду. Используйте амплитуду в программном обеспечении предварительного выделения.

После ввода всех параметров вернитесь к конвейерной ленте. Запустите движение ленты со скоростью, используемой в программном обеспечении для создания движущегося изображения. Запустите управляющее программное обеспечение и начните запись изображений с камеры.

Контроллер компенсирует инерцию зеркала гальванометра для улучшения размытия изображения. До появления метода предыскажения это был график выходного сигнала как функции входного сигнала. После применения техники это и есть сюжет.

Почти все выходные графики находятся на линии, равной x y. Точно так же, до применения метода предыскажения, это был график усиления как функции входного сигнала. После применения метода почти все графики амплитуды находятся на линии, равной нулю дБ.

Это изображение, которое было размещено на конвейерной ленте, показано, когда лента находится в состоянии покоя. Синей линией обозначено, где был сделан профиль справа. Это то же самое изображение, когда конвейерная лента движется со скоростью 30 километров в час и компенсация размытия движения не активна.

Здесь есть компенсация размытия движения, но предыскажение неактивно. В этой финальной версии активны как компенсация размытия в движении, так и техника предварительного выделения. Это представляет собой большое улучшение по сравнению с двумя другими вариантами.

После освоения этой техники ее можно выполнить за один час, если она выполнена правильно. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области оптической инженерии к изучению компенсации размытия при движении при высокоскоростном сканировании.