Summary
Vi foreslår en fremgangsmåde til at forlænge den tilsvarende frekvens ved anvendelse af en forbetoning teknik. Denne fremgangsmåde kompenserer for forstærkningen reduktion af en galvanometerspejl i sinusformet bane sporing anvendelse proportional-integral-differential kontrol.
Abstract
Galvanometer spejle anvendes til optiske applikationer såsom målsøgning, tegning, og scanning kontrol på grund af deres høje hastighed og præcision. Imidlertid reaktionsevne en galvanometerspejl begrænset af dets inerti; dermed er gevinsten af en galvanometerspejl reduceres, når kontrollen stien er stejl. I denne forskning, foreslår vi en metode til at forlænge den tilsvarende frekvens under anvendelse af en forbetoning teknik til at kompensere for den reduktion af forstærkningen af galvanometer spejle i sinus-bølge sti sporing anvendelse proportional-integral-differential (PID) kontrol. Den forbetoning teknik opnår en inputværdi for en ønsket udgangsværdi på forhånd. At anvende denne metode til at styre galvanometerspejl, den rå gevinst på en galvanometerspejl i hver frekvens og amplitude for sinusformet bane sporing under anvendelse af en PID-regulator blev beregnet. Hvor PID-styring er ikke effektiv, at opretholde en forstærkning på 0 dB for at forbedre bane sporing nøjagtighed, er det muligt atudvide hastighedsområde, i hvilket der kan opnås en forstærkning på 0 dB uden tuning styreparametre PID. Men hvis der kun er én frekvens, forstærkning er muligt med en enkelt forbetoning koefficient. Derfor er en sinusbølge er egnet til denne teknik, i modsætning til trekantede og savtakkede bølger. Derfor kan vi vedtage en pre-vægt teknik til at konfigurere parametrene i forvejen, og vi behøver ikke at forberede yderligere aktive styringsmodeller og hardware. Parametrene opdateres umiddelbart inden den næste cyklus på grund af open loop efter pre-emphasis koefficienter er indstillet. Med andre ord, at betragte controlleren som en sort boks, har vi brug for at vide kun input-til-output ratio, og detaljeret modellering er ikke nødvendig. Denne enkelhed gør det muligt for vores system til at være let indlejret i applikationer. Vores metode ved hjælp af den præ-vægt teknik til en motion-blur kompensation og forsøget udført for at evaluere den metode forklares.
Introduction
Forskellige optiske aktuatorer og kontrolmetoder er egnede til forskellige optiske anvendelser er blevet foreslået og udviklet 1, 2. Disse optiske aktuatorer er i stand til at styre den optiske vej; galvanometer spejle især tilbyder en god balance med hensyn til nøjagtighed, hastighed, mobilitet, og koster 3, 4, 5. Faktisk har den fordel, der tilbydes af hastigheden og nøjagtigheden af galvanometer spejle ført til realiseringen af en række optiske anvendelser, såsom målsporing og tegning, scanning kontrol, og motion-blur kompensation 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Men i vores tidligere motion-blur compensatipå systemet, en galvanometerspejl anvendelse af en proportional-integral-differential (PID) controller tilvejebragt en lille forstærkning; derfor var det vanskeligt at opnå en højere frekvens og en hurtigere hastighed 11.
På den anden side, PID-styring er en bredt anvendt fremgangsmåde, som det opfylder et vist niveau af sporing nøjagtighed 13. En række forskellige metoder er blevet foreslået at rette forstærkningen i PID-regulering. Som et typisk opløsning, PID styreparameter tuning udført manuelt. Men det tager tid og særlige færdigheder at vedligeholde. En mere sofistikeret metode, en auto-tuning funktion til automatisk at bestemme de parametre, der er blevet foreslået og er meget udbredt 14. Den sporing nøjagtighed for høj hastighed operationer forbedres ved hjælp af auto-tuning funktion, når forstærkningen P stiger. Dette forøger imidlertid også konvergens tid og støj i den lave hastighedsområde. Derfor tracking nøjagtighed er ikket nødvendigvis forbedret. Selv om en selv-tuning controller kan indstilles til at indstille egnede parametre til PID-styring, tuning introducerer en forsinkelse på grund af behovet for at opnå passende parametre; Derfor er det vanskeligt at vedtage denne metode i real-time applikationer 15. En udvidet PID-regulator 16, 17 og en udstrakt prædiktiv styreenhed 18 er blevet foreslået at forlænge generel PID-styring og forbedre sporingsydeevnen af galvanometer spejle til en række sporing stier, såsom trekantede bølger, savtakkede bølger og sinusbølger. Men i disse systemer blev galvanometer systemet betragtes som en sort boks, mens en model af styresystemet var påkrævet, og styresystemet blev ikke betragtet som en sort boks. Derfor disse metoder kræver, at deres model for hver galvanometerspejl blive opdateret. Selv Mnerie et al. valideret deres metode til focusing på en detaljeret output bølge og fase, gjorde deres forskning ikke omfatte dæmpningen af hele bølgen. I virkeligheden, i vores tidligere forskning 11, gevinsten blev signifikant nedsat, når det sinusformede frekvens var høj, derved indikerer behovet for at kompensere for forstærkningen af hele bølge.
I denne forskning, er vores procedure for gevinst erstatning med PID-styring 12 baseret på den forbetoning teknik 19, 20, 21 -a metode til at forbedre kvaliteten eller hastighed for kommunikation i kommunikation maskinvagtordningerne som muliggør konstruktionen af en eksperimentel system ved hjælp af eksisterende udstyr. Figur 1 viser flow struktur. Den forbetoning teknik er i stand til at opnå på forhånd det ønskede output værdi fra en inputværdi, hvor PID-styring ikke er effektiv, selv om galvanometerspejlog dens controller betragtes som sorte bokse. Dette gør dem i stand til at udvide frekvensen og amplituden område, i hvilket der kan opnås en forstærkning på 0 dB uden tuning styreparametre PID.
Når forstærkningen forstærkes, svarkarakteristikkerne for galvanometerspejl afviger generelt ved forskellige frekvenser, og derfor har vi brug for at amplificere hver frekvens med amplifikationsprodukter koefficienter. Således er en sinusbølge er egnet til forbetoning teknik, da der kun er én frekvens i hver sinusbølge. I denne forskning, fordi vi anvender gevinst kompensation for at udføre motion-blur kompensation, er styresignalet begrænset til sinus-bølge scanning og sinus-bølge signal udgør en enkelt frekvens, i modsætning til andre bølger, såsom trekantede og savtakket bølger. Endvidere er indgangssignalet ind i galvanometerspejl opdateres med det samme inden for den næste cyklus på grund af den open loop efter præ-vægt-koefficienter er indstillet. Med andre ord, vi har brug for to kender kun input-til-output ratio at betragte controlleren som en sort boks, og detaljeret modellering er ikke nødvendig. Denne enkelhed gør det muligt for vores system til at være let indlejret i applikationer.
Det overordnede mål med denne metode er at etablere en eksperimentel procedure af motion-blur kompensation som en ansøgning fra gevinst kompensation ved hjælp af den præ-vægt-teknik. Flere hardware udstyr anvendes i disse procedurer, såsom en galvanometerspejl, et kamera, et transportbånd, belysning, og en linse. Central software brugervenlige udviklede programmer skrevet i C ++, udgør også en del af systemet. Figur 2 viser en skematisk af forsøgsopstillingen. Den galvanometerspejl roterer med gain-kompenserede vinkelhastighed, hvilket gør det muligt at vurdere mængden af sløring fra billederne.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Erhvervelse af Gain data for en galvanometerspejl
- Fastgør galvanometerspejl sådan, at det er stabiliseret for at beskytte det mod skader, mens oscillerende. Ikke kun galvanometerspejl, men også selve galvanometerspejl, bevæger sig, hvis ikke fast på plads ved hjælp af en skræddersyet metal jig med et cirkulært hul til galvanometerspejl. Fiksere jig på en optisk bærer og en optisk bænk.
- Forbinde BNC kabler fra AD / DA bord gennem en klemrække til indgangs- og position sockets i servo føreren af galvanometerspejl.
- Program sinus-bølge funktionsgenerator som en grafisk brugergrænseflade (GUI) under anvendelse af SDK af AD / DA bord med C ++, som er i stand til at indstille en vilkårlig frekvens, amplitude og varighed, som vist i figur 3.
BEMÆRK: Denne tilpassede funktionsgenerator bidrager til at skære den tidsmæssige omkostninger for kontinuerlige forsøg i trin 1.5, da forsøget gennemføres mange gange. > - Indstille frekvensen at variere fra 100 Hz til 500 Hz i 100-Hz intervaller, og indstille amplituden at variere fra 10 mV til 500 mV i 10-mV intervaller i GUI. Samlet set findes 250 kombinationer. For at teste 250 kombinationer, en dobbelt sløjfe er effektivt at gennemføre. Det første loop er for frekvenser fra 100 Hz til 500 Hz, der er gennemført 50 gange. Den anden sløjfe er for amplituder fra 10 mV til 500 mV, som er implementeret i 50 gange.
- Tilføj sinus-bølge sti-signal ind i AD / DA bord til 2.000 prøvetagninger som varighed i GUI. Samtidig registrerer positionen signal om galvanometerspejl at læse den analoge værdi af AD / DA bord. I C ++ kodning ved hjælp af et bibliotek af AD / DA bord, bruge den samme tråd til at skrive og læse i programmering. Beregn den aktuelle vinkel galvanometerspejl θ (skriftlig information) af denne ligning
hvor t er tid,es / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg"/> er amplituden, ƒ er frekvens. - Gem position signal data som en .csv-fil, og inkluderer værdien af den frekvens og amplitude i dens filnavn.
- Gentag trin 1,4 - 1,6 for 250 iterationer.
2. Beregning at få forbetoning Koefficienter
- Påfør en median filter for CSV-filer (optagne signaler) for at undgå støj effekter. Den rumlige størrelse af medianen filter er 5.
- Køre scriptet til at beregne spids-til-spids værdi (svarende til amplituden ganges med 2), ved hjælp af MATLAB for hver af de CSV-filer, som vist i figur 4 (grafen repræsenterer data fra sinus-bølge sti).
- Plotte peak-to-peak data på en graf til bestemmelse af linearitet ved hver frekvens, og begrænse brugen region af input amplituden når plottene er lineær, som vist i figur 5.
BEMÆRK: Den ulineære del af grafen repræsenterer mætning afPID-kontrol; derfor er det tilrådeligt at undgå at bruge dem til at sikre begrænsning af specifikationen af kontrol. - Udføre lineær regression for peak-to-peak data i et regneark til opnåelse af de lineær interpolation koefficienter af hver frekvens. Ved denne fremgangsmåde opnås der fem sæt skråninger og skæringspunkter. De svarer til de frekvenser fra 100 Hz til 500 Hz ved hver 100 Hz. En tilnærmelse af den lige linje på 300 Hz er vist i figur 5 (A), og de lineær interpolation koefficienter af hver frekvens er vist i tabel 1.
- Anvendelse kvadratisk multipel lineær regression, udføre quartic interpolation at opnå de quartic interpolations koefficienter (forbetoningskredsløb koefficienter) i regnearket for lineær interpolation koefficienter af hver frekvens. De præ-emphasis koefficienter er vist i tabel 2.
BEMÆRK: I denne forskning, de lineære interpolation koefficienterne varierer i form af en quadratic kurven; men andre typer af funktioner, såsom kvadratiske og kubiske ligninger, der anvendes, hvis fejlen er minimal.
3. Online signalforstaerkning Baseret på den før-vægt Teknik
- Udfør den software, der beregner den opdaterede input amplituden værdi
fra den ideelle input amplitudeværdi 
og frekvensen ƒ bruge de præ-fremhævelse koefficienter. - Gem de pre-emphasis koefficienter som konstante værdier i C ++ software. Når enheden er opdateret, er disse konstante værdier også opdateret.
- Programmere en funktion
i C ++ software og få de lineære interpolation koefficienter. Erstatte dem for ai, bi, Cij d i,og e i fra ligningen og tabel 2. - Programmere en funktion
i C ++ software og opnå en opdateret input amplitudeværdi til at erstatte og lineær interpolation koefficienter, der blev opnået i trin 3.1.2.
- Gentag trin 1,4 - 1,6 for vilkårlige gange med anvendelse af forbetoning teknik i GUI.NOTE: For at undgå mætning af regionen PID-styring, sæt 400 mV til op til 200 Hz, 200 mV for op til 300 Hz, 100 mV for op til 400 Hz, og 50 mV for op til 500 Hz.
- Gentag trin 2.2 og plot peak-to-peak data som en graf for at se forbedringen i forstærkningen.
fra den ideelle input amplitudeværdi 
og frekvensen ƒ bruge de præ-fremhævelse koefficienter. 
4. Forsøg på Motion-sløring konknsation
- Forberede et transportbånd, der kan bevæge sig ved 30 km / t ved anvendelse af et bælte, der kan klæbe til sticky teksturer. Den skræddersyede transportbånd er sammensat med en hastighedsstyringsorgan motor, en jern gummibånd, og så videre. Det kan erstattes med færdige transportbånd, som kan styre hastigheden.
- Udskrive en fin tekstur mønster på printbare tape og indsæt den på transportbåndet.
BEMÆRK: indsatte tekstur er vist i figur 6. Striberne programmeres med et bibliotek "ofxPDF" i openFrameworks, og det fotografiske billede er fra en bestand foto selskab. - Oprettet optiske anordninger, såsom et kamera, en linse, og en belysning, som vist i figur 2. Placer galvanometerspejl foran linsen, som er forbundet med kameraet, og placer belysning til at belyse transportbåndet.
- Indstille frekvensen kamera til 333 Hz, eksponeringstiden for 1 ms, og antallet af pixel til 848 * 960 (bredde * højde).
- Synkroniser den roterende timingen af galvanometerspejl og behandlingstid af kameraet. I softwaren, når vinklen af galvanometerspejl ankommer den position, hvor du skal begynde eksponering, at programmet sender en software udløser ind i kameraet. Timingen af software aftrækkeren er illustreret i figur 7.
- Input hastigheden af transportbåndet v t (30 km / t) og afstanden fra kameraet til transportbåndet L (3,0 m) for at beregne kræves vinkelhastighed ω r af galvanometerspejl i GUI som i figur 8. ω r beregnes som følger:
- Input frekvensen ƒ (330,0 Hz) i GUI som i figur 8 til at beregne oprindelige input amplitude . BeregnLigning 3" src = "/ files / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg" /> på følgende måde:
- Kopiere og indsætte i kildekoden, og drej galvanometer med præ-understregede styreværdi θ for galvanometer servodriver som følger:
hvor t er tiden. Figur 7 illustrerer, hvordan θ beregnes fra A. - Optager billeder når transportbåndet bevæger sig ved v t (30 km / t).
BEMÆRK: Figur 9 illustrerer bevægelsen af transportbåndet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Resultaterne præsenteres her blev opnået ved hjælp af en AD / DA bestyrelse og et kamera. Figur 1 viser fremgangsmåden ifølge den forbetoning teknik; derfor er kernen i denne artikel. Det er unødvendigt at indstille parametrene i PID efter initialiseringen tilstand; derfor, online proces er betydeligt enkel.
Figur 10 viser resultaterne opnået ved anvendelse af den forbetoning teknik til vores system. Som vist i figurerne 10 (A) og 10 (B), henholdsvis blev det afsløret, at næsten alle output plots er på linjen y = x, og næsten alle amplitude plots er på linjen y = 0 dB.
Figur 11 og 12 viser resultaterne af vores ansøgning system. På trods af at billederne i fig 11 (D) end 12 (D) havde nedbrudt skarphed sammenlignet med dem i figur 11 (A) og 12 (A), skarpheden af billederne i figur 11 (D) og 12 (D) var forbedret betydeligt i forhold til figurerne 11 (B) og 11 (C) og 12 (B) og 12 (C). Figur 11 viser profilerne opnået ved kvantitativ analyse udførelsen af vores motion-blur kompensation. Profilerne i figurerne 11 (B) og 11 (C) er helt flad, mens den i figur 11 (D) er ujævn, fordi kontrasten mellem de sorte og hvide striber er forbedret. Profilen i figur 11 (C) er lidt ujævn sammenlignet med den i figur 11 (B), da gevinsten blev reduceret ved høj frekvens. På den anden side, har vi udarbejdet en tekstur billede af et kredsløbskort, og indsat den på et transportbånd i 
Figur 1. Flowdiagram af Pre-vægt Teknik for Control. Proceduren er opdelt i en offline og en online proces. Hver handling svarer til hvert trin i proceduren. Dette tal er blevet ændret fra reference 12. Klik her for at se en større version af dette tal. 
Figur 2. Skematisk af forsøgsopstillingen i Motion-blur Compensation System. Den galvanometerspejl bruges til gevinst kompensation. Vinkelhastigheden svarer til hastigheden af transportbåndet. den galvanometer spejl og kameraet styres af en PC. Dette tal er blevet ændret fra reference 11. Klik her for at se en større version af dette tal. 
Figur 3. En GUI af Sin-wave funktionsgenerator. En GUI til inputparametre. Brugeren kan indtaste frekvens, amplitude og varighed for enkelt sinusbølge at gemme positionsdata. For en iterativ sinusbølge, kan brugeren indstille området og interval af frekvens og amplitude. Derudover kan brugeren indstille tilgængeligheden af præ-vægt-teknik ved hjælp af en check knap. Klik her for at se en større version af dette tal. rc = "/ files / ftp_upload / 55431 / 55431fig4.jpg" />
Figur 4. Rådata af Sin-wave Sti Opnået gennem AD konvertering. En frekvens og amplitude på 300 Hz og 300 mV, blev anvendt. Vi opnåede top-til-spidsværdi ud fra disse data. Klik her for at se en større version af dette tal. 
Figur 5. Respons Karakteristik af galvanometerspejl. (A) Input signal (mV) og udgangssignalet (mV). (B) Input signal (mV) og forstærkning (dB). Dette tal er blevet ændret fra reference 11. Klik her for at se en større version af dette tal. 
Figur 6. transportbånd og teksturer Indsatte på båndet. Vi fremstillede to mål på transportbåndet. Dette billede blev taget, da transportbåndet blev stoppet. Mål 1 er et ark af skalaer og målet 2 er en farve kopi af printpladen. Transportbåndet bevæger sig vandret. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7. tidsdiagram af styresignalet. Sine bølge signal (blå linje) og ideel trekantede bølge signal (rød linje). Software udløser opstod i starten af eksponeringstid. Dette tal er blevet ændret fra reference 11. Ple ase klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8. En GUI Beregn Original Amplitude. En GUI til inputparametre. Brugeren kan indtaste hastighed af transportbåndet, afstanden fra kameraet til transportbåndet, og kontrol frekvens. Til sidst, kan brugeren få originale input amplitude. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 9. Bevægelse af transportbånd. Transportbåndet bevæger sig v t (30 km / t). Vi indspillede denne film ved hjælp af en almindelig, kommercielt tilgængelig kompakt digitalkamera.annonce / 55431 / 9.MOV" target = "_ blank"> Klik her for at se denne video. (Højreklik for at downloade.)
Figur 10. Resultater af Pre-vægt Teknik. (A) Amplituder af ideelle og faktiske udgangsspændinger efter anvendelse af forbetoning teknik. (B) Gain følge af forbetoning teknik. Dette tal er blevet ændret fra reference 12. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 11. Resultater af Anvendelse af den præ-vægt Teknik med vores system ved at sætte v t til 30 km / t Lodret og lodrette profiler Svarende til Blue Lines(Billederne er trimmet til 240 * 225 px til Justeret Display). (A) Stillbillede. (B) billede, når v t = 30 km / t (motion-blur kompensation var inaktiv). (C) Billede når v t = 30 km / t (motion-blur kompensation var aktiv og præ-vægt var inaktiv). (D) Image når v t = 30 km / t (motion-blur kompensation var aktiv og forbetoning var aktiv). Dette tal er blevet ændret fra reference 12. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 12. Resultater af Anvendelse af den præ-vægt Teknik til Texture Billede af en printplade med vores system Når v t var 30 km / t Lodret (billederne er TrimMed til 264 * 246 px til Justeret Display). (A) Stillbillede. (B) billede, når v t = 30 km / t (motion-blur kompensation var inaktiv). (C) Billede når v t = 30 km / t (motion-blur kompensation var aktiv og præ-vægt var inaktiv). (D) Image når v t = 30 km / t (motion-blur kompensation var aktiv og forbetoning var aktiv). Dette tal er blevet ændret fra reference 12. Klik her for at se en større version af dette tal.
| Lineær interpolation koefficienter | ||
| f [Hz] | k (1, f) | k (0, f) |
| 100 | 1,0271 | -3,7321 </ Td> |
| 200 | 1,2053 | -3,7107 |
| 300 | 1,7570 | -4,2157 |
| 400 | 2,7891 | -9,1564 |
| 500 | 4,3559 | -14,931 |
Tabel 1. Liste over lineær interpolation Koefficienter for hver frekvens. Parametrene beregnet i trin 2.4. Denne tabel er blevet ændret fra Henvisning 12.
| Quartic polynomiumskoefficienter | |||||
| jeg | -en | b | c | d | e |
| 0 | -2.16E-11 | 3.93E-08 | 5.51E-07 | -8.16E-04 | 1.07E + 00 |
| 1 | 6.30E-10 | -7.81E-07 | 2.35E-04 | -2.50E-02 | -2.86E + 00 |
Tabel 2. Oversigt over Quartic polynomiumskoefficienter. Parametrene beregnet i trin 2.5. Denne tabel er blevet ændret fra Henvisning 12.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne artikel præsenterer en procedure, der kan udvide sinus-bølge frekvensområde for at opnå høj nøjagtighed bane sporing med PID-styring. Fordi reaktionsevne et galvanometerspejl er begrænset af dens inerti, er det vigtigt at bruge en galvanometerspejl når kontrollen stien er stejl. Men i denne forskning, foreslår vi en metode til forbedring af specifikationen af kontrol og så bevise den metode ved at opnå eksperimentelle resultater.
I vores fremgangsmåde, trin 2.5 er den mest kritiske trin. Vi får de pre-emphasis koefficienter fra de lineære interpolation koefficienter til at udnytte en vilkårlig frekvens. Uden dette trin, kan vi kun bruge diskrete frekvenser. Vores procedure har både offline og online dele. Offline del er nødvendig for at anvende indretningen i den indledende fase; Men det tager tid at få præ-vægt. Derfor er det fornuftigt at skifte fra en manuel til en automatisk proces. I trin 2.4, gjorde viikke anvende den ikke-lineære del af dataene manuelt, og den kan være substitueret med en automatisk trin med evnen til at genkende lineariteten. Vi har udarbejdet en separat script og proces i Matlab og i et regneark; dog kan proceduren forenkles ved at oprette et program i C ++ med en GUI.
Teknikken har følgende begrænsning: det er ikke anvendelig i situationer, hvor det forstærkede signal ikke når den ideelle signalstyrke. I så fald ville selve enheden enten kræve øget moment eller spejlet burde være let. Fordelen ved denne metode er, at den kan bidrage til omkostningsreduktion ved opdatering kontrolsystemer, som benytter en sinusbølge. Selvom en auto-tuning funktion er muligt at bestemme parametre som en initialisering, denne fremgangsmåde skal bestemme parametre igen når frekvensen og amplituden varieres 14. Derudover kan en selv-tuning controller bestemme parametre i realtid, however tuning tager forsinkelsen 15. Dette skyldes, at i modsætning til tidligere fremgangsmåder, den foreslåede teknik let forbedrer ydeevnen uden behov for at ændre styreparametre aktuatorerne og PID-styring efter initialiseringen tilstand er afsluttet, og når frekvensen og amplituden varierer 14, 15. Derfor, online proces er betydeligt forenklet og kan bruges i realtid. Men da vi testede vores procedure i kun én enhed, er det nødvendigt at teste det i andre enheder også. Vores metode er alment gyldige for andre enheder, som vi betragtede galvanometer systemet og styreenhed som sort-box systemer, i modsætning til eksisterende fremgangsmåder 16, 17, 18. En udvidet PID-regulator 16, 17 og en udstrakt prædiktiv styreenhed 18 er muliggøre to øge tracking ydeevne galvanometer spejle til en bred vifte af sporing stier, men deres galvanometer systemer og controllere er sorte-box systemer.
Endelig i fremtiden, denne teknik kunne anvendes i optiske applikationer såsom målsporing og tegning, som begge anvender sinusformet bane sporing. Det vil være muligt at udvide denne teknik at anvende en vilkårlig bølgesignal konstrueret med en sinusbølge.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne har ingen bekræftelser.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Galvanometer mirror | Cambridge Technology | M3s X axis | |
| Custom-made metal jig | ASKK | - | With circular hole for galvanometer mirror |
| Optical carrier | SIGMAKOKI | CAA-60L | |
| Optical bench | SIGMAKOKI | OBT-1500LH | |
| Oscilloscope | Tektronix | MSO 4054 | |
| AD/DA board | Interface | PCI-361216 | |
| PC | DELL | Precision T3600 | |
| Galvanometer mirror servo controller | Cambridge Technology | Minisax | |
| Lens | Nikon | AF-S NIKKOR 200mm f/2G ED VR II | |
| High-speed camera | Mikrotron | Eosens MC4083 | Discontinued, but sold as MC4087. The cable connection is different from MC4083 |
| Conveyor belt | ASUKA | - | With a speed-control motor(BX5120A-A made by Oriental Motor), iron rubber belt(100-F20-800A-J made by NOK), and so on |
| Printable tape | A-one | F20A4-6 | |
| Photographic texture | Shutterstock, Inc. | 231357754 | Printed computer motherboard with microcircuit, close up |
| Terminal block | Interface | TNS-6851B | |
| CoaXPress board | AVALDATA | APX-3664 | |
| MATLAB | mathworks | MATLAB R2015a |
References
- Bass, M. Handbook Of Optics. 3, 2nd ed, (1995).
- Marshall, G. F., Stutz, G. E. Handbook of optical and laser scanning. , CRC Press. (2011).
- Aylward, R. P. Advanced galvanometer-based optical scanner design. Sensor Rev. 23 (3), 216-222 (2003).
- Duma, V., Rolland, J. P., Group, O., Vlaicu, A., Ave, R. Advancements on galvanometer scanners for high-end applications. Proc SPIE. 8936, Cm 1-12 (2014).
- Duma, V. -F., Lee, K., Meemon, P., Rolland, J. P. Experimental investigations of the scanning functions of galvanometer-based scanners with applications in OCT. Appl Opt. 50 (29), 5735-5749 (2011).
- Wang, C., Shumyatsky, P., Zeng, F., Zevallos, M., Alfano, R. R. Computer-controlled optical scanning tile microscope. Appl opt. 45 (6), 1148-1152 (2006).
- Jofre, M., et al. Fast beam steering with full polarization control using a galvanometric optical scanner and polarization controller. Opt Exp. 20 (11), 12247-12260 (2012).
- Liu, X., Cobb, M. J., Li, X. Rapid scanning all-reflective optical delay line for real-time optical coherence tomography. Opt lett. 29 (1), 80-82 (2004).
- Li, Y. Laser beam scanning by rotary mirrors. II. Conic-section scan patterns. Appl opt. 34 (28), 6417-6430 (1995).
- Duma, V. I. L., Tankam, P. A., Huang, J. I., Won, J. U., Rolland, J. A. P. Optimization of galvanometer scanning for optical coherence tomography. Appl opt. 54 (17), 5495-5507 (2015).
- Hayakawa, T., Watanabe, T., Ishikawa, M. Real-time high-speed motion blur compensation system based on back-and-forth motion control of galvanometer mirror. Opt Exp. 23 (25), 31648-31661 (2015).
- Hayakawa, T., Watanabe, T., Senoo, T., Masatoshi, I. Gain-compensated sinusoidal scanning of a galvanometer mirror in proportional-integral- differential control using the pre-emphasis technique for motion-blur compensation. Appl opt. 55 (21), 5640-5646 (2016).
- Visioli, R. Practical PID Control. , Springer-Verlag London. London. (2006).
- Vilanova, R., Visioli, A. PID Control in the Third Millennium. , Springer-Verlag London. London. (2012).
- Ortega, R., Kelly, R. PID Self-Tuners: Some Theoretical and Practical Aspects. IEEE Transa Ind Electron. 31 (4), 332-338 (1984).
- Mnerie, C., Preitl, S., Duma, V. -F. Mathematical model of a galvanometer-based scanner: simulations and experiments. Proc SPIE. 8789, 878915 (2013).
- Mnerie, C. A., Preitl, S., Duma, V. Performance Enhancement of Galvanometer Scanners Using Extended Control Structures. 8th IEEE International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics. , 127-130 (2014).
- Mnerie, C., Preitl, S., Duma, V. -F. Control architectures of galvanometer-based scanners for an increased precision and a faster response. Proc of SPIE. 8925, 892500 (2014).
- Farjad-rad, R., Member, S., Yang, C. K., Horowitz, M. A., Lee, T. H. A 0.4- m CMOS 10-Gb/s 4-PAM Pre-Emphasis Serial Link Transmitter. IEEE J Solid-State Circuits. 34 (5), 580-585 (1999).
- Buckwalter, J. F., Meghelli, M., Friedman, D. J., Hajimiri, A. Phase and amplitude pre-emphasis techniques for low-power serial links. IEEE Journal of Solid-State Circuits. 41 (6), 1391-1398 (2006).
- Le, S., Blow, K., Turitsyn, S. Power pre-emphasis for suppression of FWM in coherent optical OFDM transmission. Opt exp. 22 (6), 7238-7248 (2014).
