Summary
نقترح طريقة لتمديد تردد المقابلة باستخدام تقنية ما قبل التركيز. يعوض هذه الطريقة لكسب الحد من مرآة الجلفانومتر في مسار موجة جيبية تتبع استخدام وسائل منع النسبي-لا يتجزأ التفاضلية.
Abstract
تستخدم المرايا الجلفانومتر للتطبيقات البصرية مثل تتبع الهدف، الرسم، والسيطرة المسح بسبب السرعة العالية والدقة. ومع ذلك، فإن استجابة مرآة الجلفانومتر محدودة بسبب الجمود. وبالتالي، يتم تقليل كسب مرآة الجلفانومتر عند المسار السيطرة حاد. في هذا البحث، نقترح طريقة لتمديد تردد المقابلة باستخدام تقنية ما قبل التركيز للتعويض عن كسب الحد من المرايا الجلفانومتر في مسار موجة جيبية تتبع باستخدام النسبي-لا يتجزأ التفاضلية التحكم (PID). تقنية ما قبل التركيز يحصل على قيمة المدخلات لقيمة الانتاج المطلوب مقدما. تم احتساب تطبيق هذه الطريقة للسيطرة على مرآة الجلفانومتر، فإن المكسب الخام المرآة الجلفانومتر في كل التردد والسعة للمسار موجة جيبية تتبع باستخدام وحدة تحكم PID. حيث تحكم PID ليست فعالة، والحفاظ على مكاسب من 0 ديسيبل لتحسين دقة تتبع مسار، فمن الممكن لتوسيع نطاق السرعة التي يمكن الحصول على كسب 0 ديسيبل دون ضبط المعلمات تحكم PID. ومع ذلك، إذا كان هناك تردد واحد فقط، والتضخيم هو ممكن مع معامل ما قبل التركيز واحد. ولذلك، فإن موجة جيبية مناسبة لهذه التقنية، على عكس موجات الثلاثي ومسننة. ومن هنا، يمكننا اعتماد أسلوب ما قبل التركيز على تكوين المعلمات مقدما، ونحن ليس من الضروري إعداد نماذج التحكم النشط إضافية والأجهزة. يتم تحديث المعلمات على الفور ضمن دورة المقبلة بسبب حلقة مفتوحة بعد أن يتم تعيين معاملات ما قبل التركيز. وبعبارة أخرى، على اعتبار وحدة تحكم على شكل مربع أسود، نحن بحاجة إلى معرفة فقط نسبة المدخلات والمخرجات، وليس مطلوبا نماذج مفصلة. تسمح هذه البساطة النظام لدينا لتكون جزءا لا يتجزأ بسهولة في التطبيقات. وأوضح طريقتنا باستخدام تقنية ما قبل التركيز على نظام تعويض الحركة الضبابية والتجربة التي أجريت لتقييم الأسلوب.
Introduction
مختلف المحركات البصرية وطرق المكافحة مناسبة لمختلف التطبيقات البصرية وقد اقترحت وضعت 1 و 2. هذه المحركات الضوئية هي قادرة على السيطرة على مسار بصري. المرايا الجلفانومتر تقدم خصوصا توازن جيد من حيث الدقة والسرعة، والتنقل، وتكلفة 3 و 4 و 5. في الواقع، أدى ميزة تقدمها السرعة والدقة المرايا الجلفانومتر إلى تحقيق مجموعة متنوعة من التطبيقات البصرية، مثل تتبع الهدف والرسم، ومراقبة المسح الضوئي، والحركة الضبابية تعويض 6، 7، 8، 9، 10، 11، 12. ومع ذلك، لدينا في السابق التعويض الحركة الضبابيةعلى النظام، ومرآة الجلفانومتر باستخدام-لا يتجزأ التفاضلية النسبي (PID) وحدة تحكم وفرت مكاسب صغيرة. وبالتالي، كان من الصعب تحقيق ارتفاع وتيرة وسرعة أكبر 11.
من ناحية أخرى، ومراقبة PID هي طريقة تستخدم على نطاق واسع، كما أنه يلبي مستوى معين من تتبع دقة 13. وقد اقترحت مجموعة متنوعة من الطرق لتصحيح الزيادة في السيطرة PID. كحل نموذجي، يتم إجراء PID المعلمة السيطرة ضبط يدويا. ومع ذلك، فإنه يستغرق وقتا ومهارة خاصة للمحافظة عليه. وهناك طريقة أكثر تطورا، وظيفة الضبط التلقائي لتحديد معلمات تلقائيا، وقد اقترح ويستخدم على نطاق واسع (14). تم تحسين دقة لتتبع عمليات عالية السرعة باستخدام وظيفة الضبط التلقائي عندما تكون قيمة الربح زيادات P النسبية. ومع ذلك، وهذا أيضا يزيد من وقت التقارب والضوضاء في نطاق السرعات المنخفضة. وبالتالي، فإن تتبع دقة لمر تحسين بالضرورة. على الرغم من أن تحكم ضبط النفس يمكن ضبطها لتحديد معالم مناسبة للسيطرة PID، وضبط يدخل تأخير بسبب الحاجة إلى الحصول على المعلمات المناسبة. وبالتالي، فمن الصعب أن تعتمد هذه الطريقة في التطبيقات في الوقت الحقيقي 15. وقد اقترحت وحدة تحكم موسعة PID 16 و 17 و وحدة تحكم التنبؤي موسعة 18 إلى بسط سيطرة PID العامة وتعزيز أداء تتبع المرايا الجلفانومتر لمجموعة متنوعة من مسارات تتبع، مثل موجات الثلاثي، وموجات مسننة، وموجات الجيب. ومع ذلك، في هذه الأنظمة، واعتبر النظام الجلفانومتر على شكل مربع أسود، في حين كان يتطلب نموذج لنظام الرقابة، وكان لا يعتبر نظام التحكم على شكل مربع أسود. وبالتالي، تتطلب تلك الأساليب التي يتم تحديث نموذجهم لكل مرآة الجلفانومتر. وعلاوة على ذلك، على الرغم من Mnerie وآخرون. التحقق من صحة طريقتهم من وocusing على موجة انتاج مفصلة والمرحلة، لم أبحاثهم لا تشمل تخفيف من موجة بأكملها. في الواقع، في البحوث السابقة لدينا 11، وانخفضت الأرباح بشكل ملحوظ عندما كان التردد الجيبية عالية، مما يدل على ضرورة تعويض لتحقيق مكاسب من موجة بأكملها.
في هذا البحث، ويستند إجراءاتنا لتعويض المكسب مع التحكم PID 12 على تقنية ما قبل التركيز 19، 20، 21 -A طريقة لتحسين نوعية أو سرعة الاتصال في هندسة الاتصالات والتي تمكن من بناء نظام تجريبي باستخدام المعدات الموجودة. ويبين الشكل 1 هيكل التدفق. تقنية ما قبل التركيز قادرة على الحصول مقدما قيمة الانتاج المطلوب من قيمة المدخلات، حيث تحكم PID ليست فعالة، حتى لو كان مرآة الجلفانومتروتعتبر وحدة التحكم في مربعات سوداء. وهذا يتيح لهم توسيع وتيرة ونطاق السعة التي يمكن من خلالها الحصول على مكاسب من 0 ديسيبل دون ضبط المعلمات تحكم PID.
عندما يتم تضخيمه الربح، تختلف خصائص استجابة مرآة الجلفانومتر عموما على ترددات مختلفة، وبالتالي، نحن بحاجة إلى تضخيم كل تردد مع معاملات التضخيم. وهكذا، فإن موجة جيبية مناسبة للتقنية ما قبل التركيز، كما أن هناك وتيرة واحدة فقط في كل موجة جيبية. في هذا البحث، لأن نطبق تعويض مكاسب لإنجاز تعويض الحركة الضبابية، يقتصر إشارة تحكم إلى موجة جيبية المسح الضوئي، وإشارة موجة جيبية يشكل وتيرة واحدة، على عكس موجات أخرى، مثل موجات الثلاثي ومسننة. وعلاوة على ذلك، يتم تحديث إشارة الدخل في المرآة الجلفانومتر على الفور ضمن دورة المقبلة بسبب حلقة مفتوحة بعد ما قبل التركيز يتم تعيين معاملات. وبعبارة أخرى، نحن بحاجة رس يعرفون سوى نسبة المدخلات والمخرجات على اعتبار وحدة تحكم على شكل مربع أسود، وليس مطلوبا نماذج مفصلة. تسمح هذه البساطة النظام لدينا لتكون جزءا لا يتجزأ بسهولة في التطبيقات.
ويتمثل الهدف العام من هذا الأسلوب هو إنشاء الإجراء التجريبي من تعويض الحركة الضبابية كتطبيق من تعويض الربح باستخدام تقنية ما قبل التركيز. تستخدم الأجهزة متعددة في هذه الإجراءات، مثل مرآة الجلفانومتر، وكاميرا، والحزام الناقل، والإضاءة، والعدسة. يشكل البرنامج المركزي البرامج المتقدمة المستخدم مكتوب في C ++ أيضا جزء من هذا النظام. ويبين الشكل 2 التخطيطي من الإعداد التجريبية. المرآة الجلفانومتر بالتناوب مع السرعة الزاوية-تعويض الربح، مما يجعل من الممكن لتقييم كمية طمس من الصور.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. الحصول على بيانات الربح لمرآة الجلفانومتر
- إصلاح المرآة الجلفانومتر بحيث يتم استقرت عليه لحمايته من التلف بينما تتأرجح. ليس فقط مرآة الجلفانومتر، ولكن أيضا على جثة المرآة الجلفانومتر، تتحرك إذا ليست ثابتة في مكانها باستخدام رقصة معدنية مصنوعة خصيصا مع وجود ثقب دائري لمرآة الجلفانومتر. إصلاح رقصة على حاملة الضوئية والبصرية مقاعد البدلاء.
- توصيل الكابلات BNC من AD / DA المجلس من خلال محطة كتلة للمدخلات وموقف مآخذ في مضاعفات سائق المرآة الجلفانومتر.
- برنامج موجة جيبية وظيفة مولد واجهة مستخدم رسومية (GUI) باستخدام SDK من AD / DA المجلس مع C ++، التي هي قادرة على تعيين التعسفي تردد، والسعة، والمدة، كما هو مبين في الشكل (3).
ملاحظة: هذا المولد وظيفة مخصصة يساهم في خفض التكلفة الزمنية للمحاكمات مستمرة في الخطوة 1.5، حيث يتم إجراء المحاكمة عدة مرات. > - ضبط تردد أن تختلف من 100 هرتز إلى 500 هرتز في 100 هرتز فترات، وتعيين السعة تختلف من 10 فولت الى 500 فولت في 10 بالسيارات فترات في واجهة المستخدم الرسومية. وعموما، توجد 250 مجموعات. لاختبار 250 مجموعات، حلقة مزدوجة فعالة لتنفيذها. الحلقة الأولى هي للترددات من 100 هرتز إلى 500 هرتز، الذي ينفذ 50 مرة. الحلقة الثانية هي لسعة من 10 بالسيارات إلى 500 فولت، الذي ينفذ لمدة 50 مرة.
- إضافة إشارة مسار موجة جيبية في AD / DA المجلس لعينات 2000 كما المدة في واجهة المستخدم الرسومية. تسجيل في وقت واحد إشارة موقف المرآة الجلفانومتر لقراءة قيمة التماثلية للAD / DA المجلس. في C ++ الترميز باستخدام مكتبة AD / DA المجلس، استخدام نفس موضوع للكتابة والقراءة في البرمجة. حساب زاوية الحالية θ الجلفانومتر مرآة (كتابة المعلومات) من خلال هذه المعادلة
حيث t هو الوقت،وفاق / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg "/> هو السعة، ƒ هو تردد. - حفظ البيانات إشارة منصب ملف .csv وتشمل قيمة التردد والسعة في اسم الملف الخاص به.
- كرر الخطوات من 1،4-1،6 عن 250 التكرارات.
2. حساب إلى الحصول معاملات ما قبل التركيز
- تطبيق عامل تصفية وسيطة لملفات CSV (إشارات مسجل) لتجنب آثار الضوضاء. حجم المكاني للمرشح متوسطي هو 5.
- تشغيل البرنامج النصي لحساب قيمة الذروة إلى الذروة (المقابلة مع اتساع ضرب 2)، وذلك باستخدام MATLAB لكل من ملفات CSV، كما هو مبين في الشكل (4) (يمثل الرسم البياني للبيانات الصادرة عن مسار موجة جيبية).
- رسم البيانات الذروة إلى الذروة على الرسم البياني لتحديد الخطي في كل تردد، والحد من المنطقة استخدام السعة الإدخال عندما المؤامرات هي غير الخطية، كما هو مبين في الشكل (5).
ملاحظة: الجزء غير الخطية من الرسم البياني يمثل تشبعسيطرة PID. وبالتالي، فإنه من المستحسن أن تجنب استخدامها لتأمين الحد من مواصفات نطاق السيطرة. - تنفيذ الانحدار الخطي للبيانات الذروة إلى الذروة في جدول بيانات للحصول على معاملات الاستيفاء خطية من كل تردد. في هذه العملية، ويتم الحصول على خمس مجموعات من المنحدرات وقراءتها. أنها تتوافق مع ترددات من 100 هرتز إلى 500 هرتز في كل 100 هرتز. يتم عرض تقريبي للخط مستقيم من 300 هرتز في الشكل 5 (A)، وترد معاملات الاستيفاء خطية من كل تردد في الجدول 1.
- باستخدام الدرجة الثانية منحنى الانحدار الخطي المتعدد، وتنفيذ الاستيفاء الدرجة الرابعة للحصول على معاملات الاستيفاء من الدرجة الرابعة (معاملات ما قبل التركيز) في جدول البيانات للمعاملات الاستيفاء خطية من كل تردد. وتظهر معاملات ما قبل التركيز في الجدول 2.
ملاحظة: في هذا البحث، معاملات الاستيفاء الخطي تختلف في شكل المربعةمنحنى ج. ومع ذلك، أنواع أخرى من الوظائف، مثل المعادلات من الدرجة الثانية ومكعب، يتم تطبيق إذا كان الخطأ هو الحد الأدنى.
3. اون لاين الإشارة التضخيم استنادا إلى تقنيات ما قبل التركيز
- تنفيذ البرامج التي تحسب مساهمة قيمة السعة تحديثها
من قيمة مثالية السعة المدخلات 
وتردد ƒ باستخدام معاملات ما قبل التركيز. - حفظ معاملات ما قبل التركيز القيم كما ثابتة في برنامج C ++. عند تحديث الجهاز، يتم أيضا تحديث هذه القيم ثابتة.
- برمجة وظيفة
في برنامج C ++ والحصول على معاملات الاستيفاء الخطي. استبدالها لط، ب ط، ج ط، د ط،وه ط من المعادلة، والجدول 2. - برمجة وظيفة
في C ++ البرنامج والحصول على مدخلات قيمة السعة تحديثها أن تكون بديلا عن ومعاملات الخطية التي تم الحصول عليها في الخطوة 3.1.2.
- كرر الخطوات من 1،4-1،6 في أوقات عشوائية مع باستخدام تقنية ما قبل التركيز في GUI.NOTE: لتجنب تشبع المنطقة من سيطرة PID، تعيين 400 فولت لمدة تصل إلى 200 هرتز، 200 فولت لمدة تصل إلى 300 هرتز، 100 فولت لمدة تصل إلى 400 هرتز، و 50 بالسيارات لمدة تصل إلى 500 هرتز.
- كرر الخطوة 2.2 و مؤامرة البيانات الذروة إلى الذروة مثل رسم بياني لعرض التحسن في الأرباح.
من قيمة مثالية السعة المدخلات 
وتردد ƒ باستخدام معاملات ما قبل التركيز. 
4. تجربة على تعوض الحركة الضبابيةnsation
- إعداد الحزام الناقل التي يمكن ان تتحرك في 30 كم / ساعة باستخدام حزام التي يمكن التمسك لزجة القوام. ويتكون الحزام الناقل حسب الطلب مع المحركات التحكم في سرعة، وهو حزام من المطاط والحديد، وهلم جرا. ويمكن الاستعاضة عنها مع الجاهزة الحزام الناقل التي يمكن التحكم في السرعة.
- طباعة نمط غرامة الملمس على الشريط للطباعة ولصق وضعها على الحزام الناقل.
ملاحظة: يتم عرض نسيج لصق في الشكل (6). مبرمجة المشارب باستخدام مكتبة "ofxPDF" في openFrameworks، والصورة الفوتوغرافية هي من شركة الاسهم الصورة. - إعداد أجهزة بصرية مثل كاميرا، عدسة، والإضاءة، كما هو مبين في الشكل 2. وضع مرآة الجلفانومتر أمام العدسة التي يتم توصيلها إلى الكاميرا، ووضع إضاءة لإلقاء الضوء على الحزام الناقل.
- ضبط التردد الكاميرا إلى 333 هرتز، ووقت التعرض إلى 1 مللي، وعدد من بكسل إلى 848 * 960 (العرض * الارتفاع).
- تزامن توقيت التناوب المرآة الجلفانومتر ووقت التعرض للكاميرا. في البرنامج، عندما زاوية المرآة الجلفانومتر وصول الموقف من أين تبدأ التعرض، يرسل برنامج مشغل البرامج في الكاميرا. ويتضح توقيت الزناد البرمجيات في الشكل 7.
- إدخال سرعة الخامس ر الحزام الناقل (30 كم / ساعة) والمسافة من الكاميرا إلى L الحزام الناقل (3.0 م) لحساب المطلوب الزاوي سرعة ω ص المرآة الجلفانومتر في واجهة المستخدم الرسومية كما في الشكل 8. يتم احتساب ω ص على النحو التالي:
- إدخال ƒ تردد (330.0 هرتز) في واجهة المستخدم الرسومية كما في الشكل 8 لحساب السعة المدخلات الأصلية . حسابالمعادلة 3 "SRC =" / ملفات / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg "/> كما يلي:
- نسخ و لصق في شفرة المصدر، وتدوير الجلفانومتر مع θ القيمة تحكم أكد قبل لمضاعفات سائق الجلفانومتر على النحو التالي:
حيث t هو الوقت. ويوضح الشكل 7 كيف يتم احتساب θ من A. - تسجيل صور عند الحزام الناقل يتحرك في تي الخامس (30 كم / ساعة).
ويوضح الشكل (9) وحركة الحزام الناقل: ملاحظة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وقد تم الحصول على النتائج المقدمة هنا باستخدام AD / DA المجلس وكاميرا. ويبين الشكل (1) والداخلي للتقنية ما قبل التركيز. وبالتالي، فإنه هو جوهر هذه المادة. ليس من الضروري تعيين المعلمات من سيطرة PID بعد الدولة التهيئة. وبالتالي، فإن عملية على الانترنت بسيطة إلى حد كبير.
ويبين الشكل 10 النتائج التي تم الحصول عليها من خلال تطبيق هذه التقنية ما قبل التركيز على نظامنا. كما هو مبين في الشكلين 10 (A) و 10 (B)، على التوالي، تم الكشف عن أن ما يقرب من جميع المؤامرات الإخراج هي على خط ص = x و تقريبا جميع المؤامرات السعة هي على ذ خط = 0 ديسيبل.
أرقام 11 و 12 تظهر نتائج تطبيق نظام لدينا. وعلى الرغم من أن الصور في أرقام 11 (D) لكان د 12 (D) الحدة المتدهورة مقارنة مع تلك الموجودة في أرقام 11 (A) و 12 (A)، والحدة من الصور في أرقام 11 (D) و 12 (D) قد تحسنت بشكل ملحوظ مقارنة أرقام 11 (B) و 11 (C) و 12 (ب) و 12 (C). ويبين الشكل 11 لمحات الحصول عليها من خلال تحليل كمي لأداء نظام تعويض الحركة الضبابية لدينا. لمحات في أرقام 11 (B) و 11 (C) هي مسطحة تماما، في حين أنه في الشكل 11 (D) هي وعرة، لتحسين التباين بين خطوط سوداء وبيضاء. الصفحة الشخصية في الشكل 11 (C) وعر قليلا بالمقارنة مع أنه في الشكل 11 (B)، منذ تم تخفيض الربح في وتيرة عالية. من ناحية أخرى، نحن على استعداد صورة نسيج من لوحة الدوائر ولصق على حزام ناقل في 
الشكل 1. مخطط تدفق تقنية قبل التركيز على التحكم. يتم فصل الإجراء إلى حاليا وعملية على الانترنت. كل عمل يتوافق مع كل خطوة في الإجراء. تم تعديل هذا الرقم من المرجع 12. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. 
الشكل 2. تخطيطي لإعداد التجريبية من نظام التعويضات الحركة الضبابية. يتم استخدام مرآة الجلفانومتر لتعويض الربح. سرعة الزاوي يتوافق مع سرعة الحزام الناقل. والجلفانومتريتم التحكم مرآة r والكاميرا من خلال جهاز كمبيوتر. تم تعديل هذا الرقم من المرجع 11. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. 
الشكل 3. واجهة المستخدم الرسومية من جيب موجة وظيفة المولدات. واجهة المستخدم الرسومية لمعلمات الإدخال. يمكن للمستخدم إدخال تردد، والسعة، ومدة موجة جيبية واحدة لحفظ البيانات الموقف. لموجة جيبية متكررة، يمكن للمستخدم تحديد مدى وفترة من التردد والسعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمستخدم تحديد توافر تقنية ما قبل التركيز باستخدام زر الاختيار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. الصليب الأحمر = "/ ملفات / ftp_upload / 55431 / 55431fig4.jpg" />
الشكل 4. البيانات الخام من مسار جيب موجة الحصول عليها من خلال AD التحويل. والتردد والسعة من 300 هرتز و 300 فولت، على التوالي، واستخدمت. حصلنا على قيمة الذروة إلى الذروة من هذه البيانات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. 
الشكل 5. خصائص الاستجابة للمرآة الجلفانومتر. (A) إشارة الإدخال (السيارات) وإشارة خرج (بالسيارات). (B) إشارة الإدخال (السيارات) وزيادة (ديسيبل). تم تعديل هذا الرقم من المرجع 11. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم. 
الشكل 6. الحزام الناقل والقوام الذي تم لصقه على الحزام. ونحن على استعداد هدفين على الحزام الناقل. أخذت هذه الصورة عندما الحزام الناقل ووقف. الهدف 1 هو ورقة من المقاييس والهدف 2 هو نسخة ملونة من لوحات الدوائر الالكترونية. الحزام الناقل يتحرك أفقيا. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 7. توقيت الرسم البياني من الإشارات التحكم. إشارة موجة جيبية (الخط الأزرق) ومثالية إشارة موجة الثلاثي (خط أحمر). حدث البرامج الزناد في بداية فترة التعرض. تم تعديل هذا الرقم من المرجع 11. التنوير القائل بورصة عمان انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 8. واجهة المستخدم الرسومية لحساب السعة المدخلات الأصلية. واجهة المستخدم الرسومية لمعلمات الإدخال. يمكن للمستخدم سرعة إدخال الحزام الناقل، المسافة من الكاميرا إلى الحزام الناقل، والتردد السيطرة. أخيرا، يمكن للمستخدم الحصول على سعة المدخلات الأصلية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 9. حركة الحزام الناقل. الحزام الناقل يتحرك في تي الخامس (30 كم / ساعة). سجلنا هذا الفيلم باستخدام العادية، المتاحة تجاريا الكاميرا الرقمية المدمجة.إعلان / 55431 / 9.MOV "الهدف =" _ فارغة "> اضغط هنا لمشاهدة هذا الفيديو. (انقر بزر الماوس الأيمن للتحميل.)
الرقم 10. نتائج وتقنيات ما قبل التركيز. (A) مدى التردد من الفولتية الناتج المثالية والفعلية بعد تطبيق هذه التقنية ما قبل التركيز. (B) الربح الناتج عن هذه التقنية ما قبل التركيز. تم تعديل هذا الرقم من المرجع 12. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 11. نتائج تطبيق تقنيات ما قبل التركيز مع النظام لدينا من خلال وضع ت ر إلى 30 كم / ساعة عموديا وملامح عمودي المقابلة لخطوط الأزرق(يتم قطع الصور إلى 240 * 225 بكسل لعرض الانحياز). (A) صورة ثابتة. (B) صورة عندما ت ر = 30 كم / ساعة (كان تعويض الحركة الضبابية غير نشط). (C) صورة عندما (كانت تعويض الحركة الضبابية النشطة وما قبل التركيز غير نشط) ضد ر = 30 كم / ساعة. (D) صورة عندما (كانت تعويض الحركة الضبابية النشطة وما قبل التركيز النشطة) ت ر = 30 كم / ساعة. تم تعديل هذا الرقم من المرجع 12. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 12. نتائج تطبيق تقنيات ما قبل التركيز على صورة نسيج من مجلس الدائرة مع النظام لدينا عندما كان ضد ر 30 كم / ساعة عموديا (والصور هي تريمميد إلى 264 * 246 بكسل لعرض الانحياز). (A) صورة ثابتة. (B) صورة عندما ت ر = 30 كم / ساعة (كان تعويض الحركة الضبابية غير نشط). (C) صورة عندما (كانت تعويض الحركة الضبابية النشطة وما قبل التركيز غير نشط) ضد ر = 30 كم / ساعة. (D) صورة عندما (كانت تعويض الحركة الضبابية النشطة وما قبل التركيز النشطة) ت ر = 30 كم / ساعة. تم تعديل هذا الرقم من المرجع 12. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
| معاملات الاستيفاء الخطي | ||
| F [هرتز] | ك (1، و) | ك (0، و) |
| 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 |
الجدول 1. قائمة الخطي الاستيفاء معاملات لكل تردد. وتحسب المعلمات في الخطوة 2.4. تم تعديل هذا الجدول من المرجع 12.
| معاملات متعدد الحدود من الدرجة الرابعة | |||||
| أنا | ا | ب | ج | د | البريد |
| 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 |
الجدول 2. قائمة من الدرجة الرابعة متعدد الحدود معاملات. وتحسب المعلمات في الخطوة 2.5. تم تعديل هذا الجدول من المرجع 12.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
تقدم هذه المقالة إجراء قادرة على توسيع نطاق التردد موجة جيبية لتحقيق درجة عالية من الدقة مسار تتبع مع التحكم PID. لأن استجابة مرآة الجلفانومتر محدودة بسبب الجمود، فمن الأهمية بمكان أن استخدام مرآة الجلفانومتر عند المسار السيطرة حاد. ومع ذلك، في هذا البحث، نقترح طريقة لتحسين مواصفات التحكم و من ثم إثبات طريقة من خلال الحصول على النتائج التجريبية.
في إجراءاتنا، الخطوة 2.5 هي الخطوة الأكثر أهمية. ونحن الحصول على معاملات ما قبل التركيز من معاملات الاستيفاء الخطي للاستفادة تردد التعسفي. من دون هذه الخطوة، يمكننا استخدام الترددات المنفصلة فقط. إجراءاتنا على حد سواء حاليا وأجزاء الانترنت. وحاليا جزء ضروري من أجل استخدام الجهاز أثناء المرحلة الأولية؛ ومع ذلك، فإنه يستغرق وقتا طويلا للحصول على ما قبل التركيز. وبالتالي، فمن المنطقي أن التحول من دليل على عملية تلقائية. في الخطوة 2.4، فعلناعدم استخدام جزء غير الخطية من البيانات يدويا، ويمكن الاستعاضة عنها خطوة التلقائي مع القدرة على الاعتراف الخطي. ونحن على استعداد نصي مستقل وعملية في MATLAB وفي جدول بيانات. ومع ذلك، فإن الإجراء يمكن أن تكون مبسطة من خلال خلق برنامج واحد في C ++ مع واجهة المستخدم الرسومية.
تقنية لديه الحدود التالية: فهو لا ينطبق على الحالات التي يكون فيها إشارة تضخيم لا تصل إلى قوة الإشارة المثالية. في هذه الحالة، الجهاز نفسه إما يتطلب زيادة عزم الدوران أو المرآة يجب أن تكون خفيفة الوزن. وميزة هذه الطريقة هي أنها يمكن أن تسهم في خفض التكلفة عند تحديث أنظمة التحكم باستخدام أي موجة جيبية. على الرغم من أن وظيفة الضبط التلقائي هو ممكن لتحديد المعايير بمثابة التهيئة، يحتاج هذا الأسلوب لتحديد المعايير مرة أخرى عندما التردد والسعة وتتنوع 14. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحكم ضبط النفس تحديد المعلمات في الوقت الحقيقي، هوويفر ضبط يأخذ تأخير 15. هذا لأنه، على عكس الطرق السابقة، والتقنية المقترحة بسهولة تحسين الأداء دون الحاجة إلى تغيير معالم السيطرة على المحركات والتحكم PID بعد الدولة التهيئة قد انتهت وعندما تردد وسعة تختلف 14 و 15. وبالتالي، فإن عملية على الانترنت هو مبسطة بشكل كبير، ويمكن استخدامها في الوقت الحقيقي. لكن، وكما اختبرنا إجراءاتنا في جهاز واحد فقط، فمن الضروري اختبار في الأجهزة الأخرى كذلك. أسلوبنا ينطبق عادة على الأجهزة الأخرى، ونحن يعتبر نظام الجلفانومتر وحدة تحكم عن نظم الصندوق الأسود، على عكس الأساليب القائمة 16 و 17 و 18. وحدة تحكم بمد PID 16 و 17 و وحدة تحكم التنبؤي موسعة 18 وتمكين رس تعزيز أداء تتبع المرايا الجلفانومتر لمجموعة متنوعة من مسارات تتبع، ومع ذلك، نظم الجلفانومتر وحدات التحكم وأنظمة الصندوق الأسود.
وأخيرا، في المستقبل، ويمكن تطبيق هذه التقنية في التطبيقات البصرية مثل تتبع الهدف والرسم، وكلاهما استخدام موجة جيبية تتبع المسار. وسيكون من الممكن تمديد هذه التقنية لاستخدام إشارة موجة التعسفية التي شيدت مع موجة جيبية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
Acknowledgments
الكتاب ليس لديهم الاعترافات.
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).
