Ön vurgu Teknikleri Kullanarak Oransal-İntegral-Diferansiyel Kontrolü bir Galvanometre Mirror bir sinüsoidal Tarama için Kazanç-tazminat Metodolojisi

Bu prosedürün genel amacı, sinüs dalgası yörünge takibinde galvanometre aynalarının kazanç azalmasını telafi etmek için bir tekniği göstermektir. Hareket bulanıklığı telafisi için oransal-integral-türevsel kontrol kullanılmaktadır. Bu yöntem; hedef takibi, tarama kontrolü ve hareket bulanıklığı telafisi gibi sorunlar için optik mühendisliği alanında uygulanabilir.

Bu tekniğin temel avantajı, önceden yapılandırılmış parametrelere ve giriş-çıkış oranına dayanması, ayrıca ek aktif kontur modelleri ve donanım gerektirmemesidir. Deneyi bir optik masada gerçekleştirin. Ve masaya monte etmek için bir galvanometre aynası hazırlayın.

Aynanın ve gövdesinin salınımlar sırasında hareket etmesini önlemek için ayna, özel yapım bir aparat içinde olmalıdır. Aparatı ve aynayı bir optik tutucuya yerleştirin. Ardından, işleme devam etmek için tutucuyu optik masaya sabitleyin.

Aynayı, A/D D/A Kartı donanımlı bir bilgisayarla kontrol edin. Karttan aynaya doğru şekilde bağlanan kabloları uzatın. Burada, kabloları galvanometre aynasının giriş ve konum soketlerine bağlayın.

Bilgisayarda, bir sinüs dalgası fonksiyon üreteci için grafik kullanıcı arayüzünü kullanın. Arayüzü, Frekans ve Genliği değiştirerek birden fazla deneme gerçekleştirecek şekilde programlayın. Bu deney için, bir frekans aralığı üzerinden dış döngü kullanın.

Minimum frekansı 100 Hertz olarak ayarlayın. Maksimum frekansı 500 Hertz olarak ayarlayın. Frekansı 100 Hertz'lik artışlarla yükseltin.

İç döngü voltaj genliği üzerindendir. Minimum voltaj olarak 10 millivolt kullanın. Maksimum voltaj için 500 millivolt kullanın.

Voltajı 10 millivolt artırın. Sinüs dalga yol sinyalinin süresini 2000 örnekleme olarak girin. Aynayı bilgisayar ile sürün ve eş zamanlı olarak konum sinyalini kaydedip açısını belirleyin.

Her bir frekans ve her bir voltaj genliği için verileri kaydetmek üzere ayrı bir dosya kullanın. Tüm veriler toplandıktan sonra, her bir frekans için çıkış genliğini giriş genliğinin bir fonksiyonu olarak grafiğe dökün. Düşük frekanslara ait verilerin, yüksek frekanslara kıyasla giriş genliğinin bir fonksiyonu olarak daha yüksek çıkış genliği gösterdiğine dikkat edin.

Bu durum, bu tekniğin telafi ettiği, frekansın bir fonksiyonu olarak kazançtaki azalmayı göstermektedir. Ön vurgu katsayılarını elde etmek için doğrusal olmayan davranışı hariç tutun ve grafiklerin yaklaşık olarak doğrusal olan kısmına odaklanın. Bu deney, aynanın görüş alanında hareketli bir görüntü gerektirir.

Bunu başarmak için, saatte 30 km hızla hareket edebilen bir taşıma bandı kullanın. Bu deneyin görüntüsü olan ince bir doku deseni, bant üzerine basılmış ve taşıma bandına uygulanmıştır. Şimdi, optik elemanların kurulumuna geçin.

Konveyör bandının hareketini takip etmek için galvanometre aynasını kullanabilecek şekilde, telefoto lensli bir kamera yerleştirin. Galvanometre aynasının, ön vurgu (pre-emphasis) yazılımı yüklü kontrol bilgisayarına bağlı olduğundan emin olun. Kaliteli görüntüler elde etmek için konveyör bandını uygun bir ışık kaynağı ile aydınlatın.

Tezgah başında, bilgisayar ekranı için uygun lens odağını ayarlayın. Ardından, kameranın aynasını ve pozlama süresini senkronize edin. Son olarak, beklenen görüntüler için kamera ayarlarını girin.

Bu görüntü, tetikleyici yazılım tarafından kullanılan zamanlamayı göstermektedir. Zamanın bir fonksiyonu olarak ayna açısı, mavi sinüzoidal eğri ile verilmiştir. Kırmızı üçgen fonksiyonu, bir tarama için ideal ayna açısını zamanın bir fonksiyonu olarak temsil eder.

Açı sıfır derecedeyken ve pozitif bir açısal hızla hareket ederken pozlama süresini merkezleyin. Burası iki eğrinin kesiştiği noktadır. Yazılımı, kamerayı pozlama süresinin yarısı kadar daha erken tetikleyecek ve pozlama süresinin yarısı kadar daha geç bitirecek şekilde ayarlayın.

Ön vurgulama yazılımını kullanarak, konveyör bant hızını kilometre/saat cinsinden girin. Ardından, kameranın banda olan mesafesini metre cinsinden girin. Yazılım, gerekli açısal hızı hesaplayacaktır.

Ardından, aynanın sürülme frekansını girin. Yazılım, giriş genliğini hesaplar. Ön vurgulama (pre-emphasis) yazılımındaki genliği kullanın.

Tüm parametreler girildikten sonra konveyör bandına dönün. Hareketli bir görüntü oluşturmak için, yazılımda kullanılan hızda bandı hareket ettirmeye başlayın. Kontrol yazılımını çalıştırın ve kameradan görüntüleri kaydetmeye başlayın.

Kontrolör, görüntü bulanıklığını iyileştirmek için galvanometre aynasının ataletini telafi eder. Ön vurgulama (pre-emphasis) tekniğinden önce, bu grafik giriş sinyalinin bir fonksiyonu olarak çıkış sinyalini göstermekteydi. Tekniğin uygulanmasından sonraki grafik ise budur.

Çıktı grafiklerinin neredeyse tamamı y eşittir x doğrusu üzerindedir. Benzer şekilde, ön vurgu tekniğinden önce, bu grafik giriş sinyalinin bir fonksiyonu olarak kazancı göstermekteydi. Tekniğin uygulanmasından sonra ise genlik grafiklerinin neredeyse tamamı y eşittir sıfır dB doğrusu üzerindedir.

Bu, taşıma bandı dururken yerleştirilen bir görüntüdür. Mavi çizgi, sağdaki profilin nereden alındığını göstermektedir. Bu, taşıma bandı saatte 30 kilometre hızla hareket ederken ve herhangi bir hareket bulanıklığı telafisi aktif değilken alınan aynı görüntüdür.

Burada, hareket bulanıklığı telafisi mevcuttur ancak ön vurgulama (pre-emphasis) inaktiftir. Bu son versiyonda, hem hareket bulanıklığı telafisi hem de ön vurgulama tekniği aktiftir. Bu durum, diğer iki seçeneğe göre büyük bir iyileşme temsil etmektedir.

Bu teknik uzmanlaşıldıktan sonra, doğru şekilde uygulandığında bir saat içinde tamamlanabilir. Geliştirilmesinin ardından bu teknik, optik mühendisliği alanındaki araştırmacıların yüksek hızlı taramada hareket bulanıklığı telafisini keşfetmelerinin önünü açmıştır.