Name: Ön vurgu Teknikleri Kullanarak Oransal-İntegral-Diferansiyel Kontrolü bir Galvanometre Mirror bir sinüsoidal Tarama için Kazanç-tazminat Metodolojisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 1 s
Description: Öğrenin galvanometre aynalarında kazanç azalmasını telafi etmek için oransal-integral-diferansiyel kontrol kullanan ön vurgu tekniğini. Bu yöntem optik mühendislikte hareket bulanıklığını gidermeye yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar hiçbir onayları var.

Bir Galvanometre Yansıtmasının Kazanç Verilerinin 1. Toplama <ol><li> o salınan ederken hasardan korumak için stabilize şekilde galvanometrenin aynayı sabitleyin. galvanometrenin ayna için dairesel delik olan bir ısmarlama metal jig ile sabitlenmiştir değilse galvanometrenin ayna değil, aynı zamanda galvanometrenin aynanın vücut, sadece hareket eder. bir optik taşıyıcı ve bir optik tezgah üzerine jig sabitleyin. </li><li> galvanometrenin aynanın servo sürücü giriş ve pozisyon soketlerine bir terminal blok içinden AD / DA kartından BNC kablolar bağlayın. </li><li> Program, Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi, isteğe bağlı bir frekans, genlik ve süresi ayarlamak mümkün olduğu C ++, AD / DA kurulu SDK kullanılarak bir grafiksel kullanıcı arabirimi (GUI) gibi bir sinüs dalgalı fonksiyon jeneratörü. NOT: deneme defalarca yapılan edildiğinden, bu özelleştirilmiş fonksiyon jeneratörü, adım 1.5 sürekli denemeler için zamansal maliyeti kesim katkıda bulunur. </li<html> &gt; <li> 100 Hz ile 100 Hz aralıklı olarak 500 Hz&#39;e değişir frekansı ayarlanır ve GUI 10 mV aralıklarla 10 mV ila 500 mV arasında değişebilir için genliği ayarlayın. Genel olarak, 250 kombinasyonları mevcuttur. 250 kombinasyonu test etmek için, bir çift ilmek uygulamak etkilidir. Birinci döngü, 100 Hz ila 50 kez uygulanan 500 Hz, frekanslar içindir. İkinci çevrim 10 mV ile 50 kez uygulanan 500 mV için genlikleri içindir. </li><li> GUI süresi gibi 2.000 demonstrasyonların için AD / DA tahta içine sinüs dalga yolu sinyalini ekleyin. Eş zamanlı AD / DA kurulu analog değerini okumak için galvanometrenin aynanın pozisyon sinyalini kaydedin. C ++ yazmak için aynı parçacığı kullanmak, AD / DA kurulu kitaplığı kullanarak kodlama ve programlama okuma. Bu denklemde galvanometrenin ayna İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin (yazma bilgisi) mevcut açısını hesaplayın <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq2.jpg" /> burada t zaman,es / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg&quot;/&gt; ƒ frekanstır, genlik olduğunu. </li><li> .csv dosyası olarak pozisyon sinyal verileri kaydetme ve dosya adı frekans değerini ve genliği vardır. </li><li> Tekrar 1.4 adımları - 250 tekrarlamalar için 1.6. </li></ol> 2. Hesaplama Ön vurgu Katsayıları Get <ol><li> Gürültü etkilerinden kaçınmak için csv dosyaları (kayıtlı sinyalleri) için medyan filtresi uygulayın. Medyan filtrenin uzaysal boyutu 5&#39;tir. </li><li> Şekil 4 (grafiği sinüs dalga yolunun verileri temsil eden) &#39;de gösterildiği gibi, CSV dosyaların her biri için MATLAB (2 ile çarpılmalıdır genliği ile karşılık gelir) tepe-tepe değerini hesaplamak için komut çalıştırın. </li><li> Her frekans için doğrusallığı belirlemek için bir grafik üzerinde tepe-tepe verilerini grafiği çizilir ve araziler doğrusal olmayan zaman Şekil 5&#39;te görüldüğü gibi, giriş genlik kullanım bölgesini sınırlar. NOT: Grafiğin doğrusal olmayan kısmı doygunluk temsilPID kontrol; dolayısıyla, kontrolden şartname sınırlama sabitlemek için bunları kullanmaktan kaçınmak tavsiye edilir. </li><li> Her frekans doğrusal enterpolasyon katsayılarını elde etmek üzere bir e-tabloda tepe-tepe veriler için lineer regresyon yürütün. Bu süreçte, yamaçlar ve kesicilerimizden beş set elde edilir. Her 100 Hz&#39;de 100 Hz ile 500 Hz arası frekanslarda tekabül etmektedir. 300 Hz düz çizginin bir yaklaşım Şekil 5 (A) &#39;da gösterilir ve her frekans doğrusal enterpolasyon katsayıları Tablo 1&#39; de gösterilmiştir. </li><li> ikinci dereceden çoklu doğrusal regresyon kullanılarak, her bir frekans doğrusal enterpolasyon katsayıları için e-tabloda quartic interpolasyon katsayıları (önvurgulama katsayıları) elde etmek üzere quartic interpolasyon yürütmek. Önvurgulama katsayıları Tablo 2&#39;de gösterilmektedir. NOT: Bu araştırmada, doğrusal enterpolasyon katsayıları quadrati formunda farklılıkC eğrisi; Hata minimal ancak, böyle kuadratik ve kübik denklemleri gibi işlevlerden diğer türleri, uygulanır. </li></ol> Ön vurgu Tekniği dayanarak 3. Çevrimiçi Sinyal Amplifikasyon <ol><li> güncellenmiş girdi genlik değerini hesaplar yazılımını yürütün <img alt="Denklem 5" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq5.jpg" /> ideal bir giriş genlik değerinden <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> ve ön-azaltma katsayıları kullanılarak ƒ sıklığı. <ol><li> C ++ yazılım önvurgulama katsayıları olarak sabit değerleri kaydedin. Cihaz güncellendiğinde, bu sürekli değerler de güncellenir. </li><li> Bir fonksiyonu Program <img alt="Denklem 7" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq7.jpg" /> ve C ++ yazılım doğrusal enterpolasyon katsayılarının. Bir i için onların yerine, i b, c, I, D,ve denklem ve Tablo 2&#39;den i e. </li><li> Bir fonksiyonu Program <img alt="Denklem 13" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq13.jpg" /> C ++ yazılım ve güncelleştirilmiş giriş genlik değeri elde <img alt="Denklem 5" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq5.jpg" /> için yerine <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> ve adım 3.1.2 elde edildi doğrusal enterpolasyon katsayılarıdır. </li></ol></li><li> ile keyfi kez 1.6 - Tekrar 1.4 adımları <img alt="Denklem 5" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq5.jpg" /> GUI.NOTE ön vurgu tekniği kullanılarak: PID kontrol bölgesi doymasını önlemek kadar 200 Hz, 400 mV ayarlamak için, 200 mV 300 Hz, 100 mV kadar 400 Hz, ve 50 mV 500 Hz&#39;e kadar olan için. </li><li> bir grafik olarak adımı tekrar 2.2 ve çizim, pik-tepe veri kazanç iyileşmeyi görüntülemek için kullanılır. </li></ol> Hareket-bulanıklık yet 4. Deneynsation <ol><li> dokular yapışkan yapışabilen bir kayış kullanılarak 30 km / saat hızda hareket edebilen bir konveyör kayışı hazırlayın. ölçüye taşıyıcı bant benzeri bir hız-kontrol motoru, bir demir lastik kayış ve birleşiminden oluşur. Bu hız kontrol edebilir hazır taşıyıcı kayış ile ikame edilmiş olabilir. </li><li> yazdırılabilir bant üzerine ince doku desenini yazdırın ve konveyör bant yapıştırın. Not: yapıştırılan doku, Şekil 6&#39;da gösterilmiştir. çizgili openFrameworks bir kütüphane &quot;ofxPDF&quot; kullanılarak programlanır ve fotografik görüntü stok fotoğraf şirketten olduğunu edilir. </li><li> Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi, bu tür bir kamera, bir lens, bir aydınlatma olarak optik cihazları ayarlayın. Kameraya bağlı olan merceğin önünde galvanometrenin ayna yerleştirin ve taşıyıcı bantı aydınlatmak için aydınlatma yerleştirin. <ol><li> 333 Hz, 1 ms maruz kalma süresi ve 848 * 960 (genişlik x kalınlık) için piksel sayısı için kamera frekansı ayarlanır. </li><html></ol></li><li> galvanometrenin aynanın dönme zamanlaması ve kameranın pozlama süresini senkronize etme. galvanometrenin aynanın açısı poz başlamak için pozisyon geldiğinde yazılımında, program kameraya bir yazılım tetiği gönderir. Yazılım tetik zamanlaması Şekil 7&#39;de gösterilmektedir. </li><li> Girdi konveyör kayışı v t (30 km / s) ve taşıyıcı bandı L (3.0 m) makinesinden mesafe hızı Şekil 8&#39;de olduğu gibi GUI galvanometrenin ayna açısal hızı ω r gerekli hesaplamak için kullanılır. aşağıdaki gibi ω r hesaplanır: <img alt="Denklem 18" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq18.jpg" /></li><li> Girdi Şekil 8&#39;de olduğu gibi GUI frekans ƒ (330.0 Hz), orijinal giriş genlik hesaplamak <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> . HesaplamakDenklem 3&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg&quot; / aşağıdaki&gt; gibidir: <img alt="Denklem 19" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq19.jpg" /></li><li> Kopyala ve yapıştır <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> aşağıdaki gibi kaynak koduna ve galvano servo sürücü için ön-işaretli kontrol değeri İçeride ISTV melerin RWMAIWi&#39;nin ile galvanometreye döndürmek: <img alt="Denklem 20" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq20.jpg" /> burada t, zamandır. Şekil 7, θ A nasıl hesaplandığını gösterir. </li><li> Konveyör kayışı v t (30 km / s) hareket ettiği kayıt ve görüntüler. Not: Şekil 9, taşıyıcı bandın hareketi göstermektedir. </li></ol>

<ol><li>Bass, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBass%2C+M+%22Handbook+Of+Optics%22">Handbook Of Optics</a>. 3, 2nd ed, (1995).</li>
<li>Marshall, G. F., Stutz, G. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarshall%2C+GF+%22Handbook+of+optical+and+laser+scanning%22">Handbook of optical and laser scanning</a>. , CRC Press. (2011).</li>
<li>Aylward, R. P. <a target="_blank" href="http://www.emeraldinsight.com/doi/abs/10.1108/02602280310481968">Advanced galvanometer-based optical scanner design.</a> Sensor Rev. 23 (3), 216-222 (2003).</li>
<li>Duma, V., Rolland, J. P., Group, O., Vlaicu, A., Ave, R. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=1840700">Advancements on galvanometer scanners for high-end applications.</a> Proc SPIE. 8936, Cm 1-12 (2014).</li>
<li>Duma, V. -F., Lee, K., Meemon, P., Rolland, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+investigations+of+the+scanning+functions+of+galvanometer-based+scanners+with+applications+in+OCT%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Opt%22%5BJournal%5D)">Experimental investigations of the scanning functions of galvanometer-based scanners with applications in OCT.</a> Appl Opt. 50 (29), 5735-5749 (2011).</li>
<li>Wang, C., Shumyatsky, P., Zeng, F., Zevallos, M., Alfano, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer-controlled+optical+scanning+tile+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+opt%22%5BJournal%5D)">Computer-controlled optical scanning tile microscope.</a> Appl opt. 45 (6), 1148-1152 (2006).</li>
<li>Jofre, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+beam+steering+with+full+polarization+control+using+a+galvanometric+optical+scanner+and+polarization+controller%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Exp%22%5BJournal%5D)">Fast beam steering with full polarization control using a galvanometric optical scanner and polarization controller.</a> Opt Exp. 20 (11), 12247-12260 (2012).</li>
<li>Liu, X., Cobb, M. J., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+scanning+all-reflective+optical+delay+line+for+real-time+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+lett%22%5BJournal%5D)">Rapid scanning all-reflective optical delay line for real-time optical coherence tomography.</a> Opt lett. 29 (1), 80-82 (2004).</li>
<li>Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+beam+scanning+by+rotary+mirrors.+II.+Conic-section+scan+patterns%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+opt%22%5BJournal%5D)">Laser beam scanning by rotary mirrors. II. Conic-section scan patterns.</a> Appl opt. 34 (28), 6417-6430 (1995).</li>
<li>Duma, V. I. L., Tankam, P. A., Huang, J. I., Won, J. U., Rolland, J. A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+galvanometer+scanning+for+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+opt%22%5BJournal%5D)">Optimization of galvanometer scanning for optical coherence tomography.</a> Appl opt. 54 (17), 5495-5507 (2015).</li>
<li>Hayakawa, T., Watanabe, T., Ishikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+high-speed+motion+blur+compensation+system+based+on+back-and-forth+motion+control+of+galvanometer+mirror%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Exp%22%5BJournal%5D)">Real-time high-speed motion blur compensation system based on back-and-forth motion control of galvanometer mirror.</a> Opt Exp. 23 (25), 31648-31661 (2015).</li>
<li>Hayakawa, T., Watanabe, T., Senoo, T., Masatoshi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gain-compensated+sinusoidal+scanning+of+a+galvanometer+mirror+in+proportional-integral-+differential+control+using+the+pre-emphasis+technique+for+motion-blur+compensation%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+opt%22%5BJournal%5D)">Gain-compensated sinusoidal scanning of a galvanometer mirror in proportional-integral- differential control using the pre-emphasis technique for motion-blur compensation.</a> Appl opt. 55 (21), 5640-5646 (2016).</li>
<li>Visioli, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVisioli%2C+R+%22Practical+PID+Control%22">Practical PID Control</a>. , Springer-Verlag London. London. (2006).</li>
<li>Vilanova, R., Visioli, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVilanova%2C+R+%22PID+Control+in+the+Third+Millennium%22">PID Control in the Third Millennium</a>. , Springer-Verlag London. London. (2012).</li>
<li>Ortega, R., Kelly, R. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/4158562/">PID Self-Tuners: Some Theoretical and Practical Aspects.</a> IEEE Transa Ind Electron. 31 (4), 332-338 (1984).</li>
<li>Mnerie, C., Preitl, S., Duma, V. -F. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=1687383">Mathematical model of a galvanometer-based scanner: simulations and experiments.</a> Proc SPIE. 8789, 878915(2013).</li>
<li>Mnerie, C. A., Preitl, S., Duma, V. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/6608952/">Performance Enhancement of Galvanometer Scanners Using Extended Control Structures.</a> 8th IEEE International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics. , 127-130 (2014).</li>
<li>Mnerie, C., Preitl, S., Duma, V. -F. <a target="_blank" href="http://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2043034">Control architectures of galvanometer-based scanners for an increased precision and a faster response.</a> Proc of SPIE. 8925, 892500(2014).</li>
<li>Farjad-rad, R., Member, S., Yang, C. K., Horowitz, M. A., Lee, T. H. <a target="_blank" href="http://www-smirc.stanford.edu/papers/VLSI98p-ramin.pdf">A 0.4- m CMOS 10-Gb/s 4-PAM Pre-Emphasis Serial Link Transmitter.</a> IEEE J Solid-State Circuits. 34 (5), 580-585 (1999).</li>
<li>Buckwalter, J. F., Meghelli, M., Friedman, D. J., Hajimiri, A. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/1637603/">Phase and amplitude pre-emphasis techniques for low-power serial links.</a> IEEE Journal of Solid-State Circuits. 41 (6), 1391-1398 (2006).</li>
<li>Le, S., Blow, K., Turitsyn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Power+pre-emphasis+for+suppression+of+FWM+in+coherent+optical+OFDM+transmission%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+exp%22%5BJournal%5D)">Power pre-emphasis for suppression of FWM in coherent optical OFDM transmission.</a> Opt exp. 22 (6), 7238-7248 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Bu makalede, PID kontrol izlemeyi yüksek doğruluk eğrisini elde etmek için sinüs dalgalı frekans aralığı genişleme özelliğine sahip bir yöntem sunulur. Bir galvanometrenin aynanın yanıt kendi atalet tarafından sınırlı olduğundan, denetim yolu dik olduğunda galvanometrenin ayna kullanmak için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, bu çalışmada, bir kontrol özellikleri geliştirmek ve daha sonra deney sonuçlarını elde yöntemini kanıtlamak için bir yöntem önerilmektedir. İşlemde, adım 2.5 en k...

Optik elemanları ve farklı optik uygulamalar için uygun kontrol yöntemleri çeşitli önerilen ve 1, 2 geliştirilmiştir. Bu optik elemanları optik yol kontrol edebilmektedir; galvanometrenin aynalar özellikle doğruluk, hız, hareketlilik açısından iyi bir denge sunarlar ve, 5 4, 3 mal oldu. Aslında, hız ve galvano aynalar doğruluğu sunduğu avantaj, hedef izleme ve çekme, tarama kontrol ve hareket bulanıklık dengeleme 6, 7, 8, 9, 10, optik uygulamalarda, çeşitli gerçekleşmesine yol açmıştır, 11, 12. Ancak, bizim daha önceki hareket bulanıklığı COMPENSATI içindesistemde, orantılı-integral-diferansiyel kullanılarak galvano ayna (PID) bir kontrol düzeni, küçük bir kazancı temin; dolayısıyla daha yüksek frekans ve daha hızlı bir hıza 11 elde etmek zordu. Bu doğruluk 13 izleme belirli bir düzeyde tatmin Diğer taraftan, PID kontrol, yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. çeşitli yöntemler PID kontrol kazancı düzeltmek için önerilmiştir. Tipik bir çözüm olarak, PID kontrol parametre ayarlama manuel olarak yapılır. Ancak, korumak için zaman ve özel beceri ister. Daha karmaşık bir yöntem olup, otomatik parametreleri belirlemek için bir otomatik ayarlama fonksiyonu önerilmiştir ve yaygın olarak 14 kullanılır. Yüksek hızlı operasyon için izleme doğruluğu ne zaman orantılı kazanç değeri P artar otomatik ayarlama fonksiyonu kullanılarak artırıldı. Ancak, bu da düşük devirlerde yakınsama süresini ve gürültüyü arttırır. Dolayısıyla, izleme doğruluğu hayırt zorunlu geliştirilmiş. bir kendini ayarlama kontrol PID kontrol için uygun parametreleri ayarlamak için ayarlanmış olabilir, ancak ayarlama için uygun parametreleri elde etmek için ihtiyaç bir gecikmeye neden olur; nedenle, gerçek zamanlı uygulamalarda 15 bu yöntemi benimsemeye zordur. Genişletilmiş bir PID kontrolör 16, 17 ve uzun bir akıllı kontrol 18, genel PID kontrol genişletmek ve üçgen dalgalar, testere dişi dalgaları ve sinüs dalgası olarak izleme yolları, çeşitli galvano aynalar izleme performansını artırmak için önerilmiştir. Bununla birlikte, bu sistemlerde, galvano sistem kontrol sisteminin bir modeli gerekli ise, bir kara kutu olarak kabul edildi, ve kontrol sistemi, bir kara kutu olarak kabul edildi. Dolayısıyla, bu yöntemler her galvanometrenin aynanın onların modeli güncellenmiş olmasını gerektirir. Ayrıca, Mnerie ve diğerleri, ancak. f metodunu doğrulanmışdetaylı çıkış dalgası ve faz üzerinde ocusing, araştırma, tüm dalga zayıflamasını içermiyordu. Sinüzoidal frekans böylece tüm dalga kazanç telafi etmek gerekliliğini gösteren, yüksek Aslında, daha önceki araştırmalar 11, kazanç önemli ölçüde azalmıştı. Bu araştırmada, PID kontrol 12, kazanç telafisi için prosedür iletişimde iletişim kalitesinin veya hızını artırmak için ön-vurgu tekniği 19, 20, 21 a metoduna dayanır tekniği kullanan bir sistemde inşaat sağlar varolan ekipmanı. Şekil 1, akım yapısını göstermektedir. önvurgulama tekniği önceden PID kontrol etkili değildir bir girdi değeri, arzu edilen çıkış değeri elde etmek mümkün olsa bile galvano ayna durumundave kontrolör siyah kutular olarak kabul edilmektedir. Bu 0 dB kazanç PID kontrol parametrelerini ayarlayarak olmadan elde edilebildiği sıklığını ve genlik aralığını genişletmek için onları sağlar. kazanç büyütülmüşse, galvanometrenin aynanın cevap karakteristikleri genel olarak farklı frekanslarda farklıdır ve bu nedenle, amplifikasyon katsayıları her frekansını yükseltmek gerekir. Her bir sinüs dalgası olarak sadece tek bir frekans vardır Böylece, bir sinüs dalgası, ön-vurgu tekniği için de uygundur. Biz hareket bulanıklık telafisi gerçekleştirmek için kazanç telafi uygulamak için bu araştırmada, kontrol sinyali, bir sinüs dalga tarama ile sınırlıdır, ve sinüs dalgası sinyal, üçgen ve testere dişi dalgaları gibi diğer dalgalar, farklı olarak, tek bir frekans oluşturmaktadır. Ayrıca, galvanometrenin aynaya giriş sinyali çünkü katsayıları ayarlanır ön vurgu sonra açık döngünün bir sonraki döngüsü içinde hemen güncellenir. Diğer bir deyişle, biz t ihtiyacımızo bir kara kutu olarak kontrolör kabul sadece bir giriş-çıkış oranını bilmek ve detaylı modelleme gerekli değildir. Bu basitlik sistemimiz kolayca uygulamalarda gömülü edilmesini sağlar. Bu yöntem genel amacı, ön-vurgu tekniği kullanılarak kazanım telafisi bir uygulama olarak hareket bulanıklaşma tazminat deneysel prosedür kurmaktır. Birden fazla donanım aygıtları, örneğin, bir galvano ayna, bir kamera, bir konveyör kayışı, aydınlatma ve bir mercek olarak, bu işlemler kullanılmaktadır. C ++ ile yazılmış Orta yazılım kullanıcı geliştirdiği programlar da sistemin bir parçasını oluşturmaktadır. Şekil 2, deneysel kurulum bir şemasını göstermektedir. galvano ayna ve böylece mümkün görüntülerden bulanıklık miktarını değerlendirmek için yapım kazanç telafi bir açısal hızla döner.

<table><tbody><tr><td>Galvanometre aynası</td><td>Cambridge Teknolojisi</td><td>M3s X ekseni</td><td></td></tr><tr><td>Özel yapım metal jig</td> <td>ASKK-Galvanometre</td> <td>aynası için dairesel delikli</td><td></td></tr> <tr><td>Optik taşıyıcı</td><td>SIGMAKOKI</td><td>CAA-60L</td><td></td></tr><tr><td>Optik tezgah</td><td>SIGMAKOKI</td><td>OBT-1500LH</td><td></td></tr><tr><td>Osiloskop</td><td>Tektronix</td><td>MSO 4054</td><td></td></tr><tr><td>AD/DA kart</td><td>Arayüzü</td><td>PCI-361216</td><td></td></tr><tr><td>PC</td><td>DELL</td><td>Hassas T3600</td><td></td></tr><tr><td>Galvanometre ayna servo kontrolör</td><td>Cambridge Teknolojisi</td><td>Minisax</td><td></td></tr><tr><td>Lens</td><td>Nikon</td><td>AF-S NIKKOR 200mm f/2G ED VR II&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek hızlı kamera</td><td>Mikrotron</td><td>Eosens MC4083</td><td>Durduruldu, ancak MC4087 olarak satıldı. Kablo bağlantısı MC4083'ten farklıdır</td></tr><tr><td>Konveyör bant</td><td>ASUKA-Hız</td><td></td> <td>kontrol motorlu (Oriental Motor tarafından yapılan BX5120A-A), demir kauçuk kayış (NOK tarafından yapılan 100-F20-800A-J) vb</td></tr>. <tr><td>Yazdırılabilir bant</td><td>A-one</td><td>F20A4-6</td><td></td></tr><tr><td>Fotoğrafik doku</td><td>Shutterstock, Inc.</td><td>231357754</td><td>Mikro devreli baskılı bilgisayar anakartı, yakın çekim</td></tr><tr><td>Terminal bloğu</td><td>Arayüzü</td><td>TNS-6851B</td><td></td></tr><tr><td>CoaXPress kartı</td><td>AVALDATA</td><td>APX-3664</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>matematik işleri</td><td>MATLAB R2015a</td><td></td></tr></tbody></table>

Ön vurgu teknikleri kullanarak oransal-İntegral-diferansiyel kontrolü bir galvanometre mirror bir sinüsoidal tarama için kazanç-tazminat metodolojisi

Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

Galvanometre aynalar için yüksek hız ve doğruluk, hedef takibi, çekme, ve tarama kontrol olarak, optik uygulamalarda kullanılır. Bununla birlikte, bir galvano aynanın yanıt ataletinden ile sınırlıdır; Kontrol yolu dik olduğunda dolayısıyla bir galvanometrenin aynanın kazanç azalır. Bu araştırmada, orantılı-integral-diferansiyel (PID) kontrolü ile izleme sinüs dalgası yolu galvanometrenin aynalar kazanç azalmasını dengelemek için bir ön-vurgu tekniği kullanılarak karşılık gelen frekans genişletmek için bir yöntem önerilmektedir. önvurgulama tekniği önceden istenen bir çıkış değeri için bir girdi değeri elde edilir. Bir PID denetleyici kullanarak izleme sinüs dalgası yolu için galvanometrenin aynası, her bir frekansta bir galvano aynanın ham kazanç ve genliğini kontrol etmek için bu yöntemi uygulamak hesaplandı. PID kontrol etkili olmadığı yerlerde, 0 dB&#39;lik bir kazanç sağlamak bu mümkündür, yörünge izleme doğruluğunu geliştirmek için0 dB kazanç PID kontrol parametrelerini ayarlayarak olmadan elde edilebileceği hız aralığını genişletmek. tek frekans vardır, ancak amplifikasyon tek bir ön-vurgu katsayısı ile mümkündür. Bu nedenle, bir sinüs dalgası ve üçgen testere dişi dalgaları farklı Bu teknik, için uygundur. Dolayısıyla, önceden parametrelerini yapılandırmak için bir ön vurgu tekniğine geçiş ve biz de ek aktif kontrol modelleri ve donanım hazırlamak gerekmez. önvurgulama katsayıları ayarlandıktan sonra parametreler nedeniyle açık döngünün bir sonraki döngüsü içinde hemen güncellenir. Başka bir deyişle, bir kara kutu olarak denetleyici kabul etmek, sadece giriş-çıkış oranını bilmek gerekir, ve ayrıntılı modelleme gerekli değildir. Bu basitlik sistemimiz kolayca uygulamalarda gömülü edilmesini sağlar. Bir hareket bulanıklığı kompanzasyon sistemi için ön vurgu tekniği ve yöntemi değerlendirmek için yapılan deney kullanarak Bizim yöntem açıklanmıştır.

Burada sunulan sonuçlar, AD / DA kurulu ve bir kamera kullanılarak elde edilmiştir. Şekil 1, ön-vurgu tekniğin prosedürü göstermektedir; bu nedenle, bu maddenin çekirdeğidir. Başlangıç ​​durumuna sonra PID kontrol parametrelerini ayarlamak için gereksizdir; dolayısıyla, çevrimiçi süreç önemli ölçüde basittir. Şekil 10, sistemimize önvurgulama tekniği uygulanarak elde edilen sonuçları göstermek...

Bir ön-vurgu tekniği kullanılarak karşılık gelen frekans genişletmek için bir yöntem önerilmektedir. Bu yöntem, orantılı-entegral-ayırıcı kontrol kullanarak izleme sinüs dalgası yolundaki bir galvano aynanın kazanç azaltılması için telafi eder.

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

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. ...

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.

gain-compensation-methodology-for-sinusoidal-scan-galvanometer-mirror

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz nöronal kontrolü genel prensiplerini araştırmak için bir kapalı döngü fly-makine arayüzü kullanır.

Beyin-makine Arayüzler Kapalı döngü Performans Çalışması için Deneysel Bir Platform

Özel, gerçek zamanlı bir konfokal tarama görüntüleme sistemi komple inşaat açıklanmıştır. Video hızı mikroskopi ve mikroendoskopi için kolayca kullanılabilen bu sistem, maliyetinin bir kısmını, standart ticari konfokal sistemlerini kullanarak erişilebilir değil görüntüleme geometrileri ve uygulamaları bir dizi sağlar.

Video-rate Tarama Konfokal Mikroskop ve Mikroendoskopi

Tarama-prob tek elektron kapasite spektroskopisi lokalize yeraltı bölgelerde tek elektron hareket çalışma kolaylaştırır. Hassas bir şarj-algılama devre yarıiletken numune yüzeyinin altında dopant atomların küçük sistemleri araştırmak için bir kriyojenik tarama prob mikroskobu içine dahil edilmiştir.

Tarama-prob Tek elektron Kapasite Spektroskopisi

Doğal, düşük sıkma film sönümleme koşulları ve uzun yerleşme zamanlarda saçak alan elektrostatik MEMS aktüatörler sonuçlarının cihaz sağlam tasarımı, geleneksel adım toplamanın kullanarak geçiş işlemleri yaparken. Arasında geçiş yaparken DC-dinamik dalga ile zaman iyileşme anahtarlama Gerçek-zamanlı saçak-alan yerleşme zamanını azaltır aktüatörler MEMS için aşağı-yukarı ve aşağı-yukarı devletler.

Real-Time DC-dinamik Öngerilimlenmesi Yöntem Ciddi Underdamped saçak-alanında Elektrostatik MEMS Eyleyiciler Zaman İyileştirme Anahtarlama

İzole edilmiş plazmonik parçacıklarda doymuş ve ters doymuş saçılma keşfedildi ve süper çözünürlüklü mikroskopide yeni bir ağartıcı olmayan kontrast yöntemi olarak benimsendi. Burada, doğrusal olmayan saçılmayı tespit etmek ve çıkarmak için deneysel prosedürlerin yanı sıra, doymuş uyarma mikroskobu yardımıyla çözünürlüğün nasıl arttırılacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

Bu yazıda, SRS deneysel kurma işleminin lazer tarama mikroskobu ile entegrasyonu ile elde edilen, stimüle edilen Raman saçılma (SRS) mikroskobu uygulaması açıklanmıştır. SRS mikroskobu iki femtosaniye (FS) lazer kaynakları, bir TI-safir (TI: sa) ve senkronize optik parametrik osilör (OPO) dayanmaktadır.

Stimululated Raman saçılma dayalı doğrusal olmayan mikroskop uygulanması

Uyarılmış Raman saçılması (SRS) mikroskobu güçlü, tahribatsız ve etiketsiz bir görüntüleme tekniğidir. Ortaya çıkan bir uygulama, protein ve lipit Raman geçişlerinde iki renkli SRS görüntülemenin psödo-hematoksilin ve eozin görüntüleri üretmek için kullanıldığı uyarılmış Raman histolojisidir. Burada, doku teşhisi için gerçek zamanlı, iki renkli SRS görüntüleme için bir protokol gösteriyoruz.

Doku Teşhisi için Fare Beyninin Gerçek Zamanlı, İki Renkli Uyarılmış Raman Saçılma Görüntülemesi

Biz Sinkrotron X-ışını soğurma spektroskopisi (XAS) ve X-ışını kırınımı Li-ion ve Na-ion piller için elektrot malzemeleri intercalation / deintercalation süreçlerin detaylarını prob (XRD) teknikleri kullanımını tanımlamak. In situ ve ex-situ deneyler cihazların çalışması için gerekli yapısal davranışını anlamak için kullanılır hem de...

Sinkrotron Radyasyon Teknikleri Kullanarak Lityum İyon ve Sodyum iyon piller için elektrot Malzemelerin Karakterizasyonu

Protein fonksiyonunun temel adımları, özellikle omurga konformasyonel değişiklikleri ve proton transfer reaksiyonları, genellikle mikrosaniye ila milisaniye zaman ölçeğinde gerçekleşir. Bu dinamik süreçler, özellikle işlevi ışık tarafından tetiklenen proteinler için, zaman çözümlü adım taramalı Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ile incelenebilir.

Tarafından Işığa Proteinler Proton Transferi ve Protein Konformasyon Dynamics Zamanda çözülmüş kızılötesi spektroskopi Fourier-dönüşümü Step-tarama

Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanarak bir protein fotoreseptörünün yapısını araştırmak için bir yöntem bu yazıda açıklanmıştır. PeakForce Kantitatif Nanomekanik Özellik Haritalama (PF-QNM), mika yüzeyindeki bozulmamış protein dimerlerini ortaya çıkarır.

PeakForce Kantitatif Nanomekanik Gayrimenkul Eşleme Kullanma Kırmızı Işık fotoreseptör Atomik Kuvvet Mikroskobu

Öğrenin galvanometre aynalarında kazanç azalmasını telafi etmek için oransal-integral-diferansiyel kontrol kullanan ön vurgu tekniğini. Bu yöntem optik mühendislikte hareket bulanıklığını gidermeye yardımcı olur.

Ön vurgu Teknikleri Kullanarak Oransal-İntegral-Diferansiyel Kontrolü bir Galvanometre Mirror bir sinüsoidal Tarama için Kazanç-tazminat Metodolojisi (Video) | JoVE Journal

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

Daha fazla video keşfet