光学 精密工程
2023, 31(22): 3245
华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东广州510641
航天器上的太阳帆板和卫星天线等为多柔性体的耦合系统。耦合多柔性体结构具有密集模态、低刚度和小阻尼等特点,易受扰动激励产生持久且幅值较大的耦合拍频振动。为了研究耦合多柔性体结构的主动振动抑制和抗扰动能力,本文针对一种三耦合柔性梁系统,采用机器视觉进行振动检测并用于反馈,通过一种非线性H∞控制方法进行振动控制。建立了基于视觉检测的弹簧连接的三耦合柔性压电梁实验平台。建立了有限元模型,并且根据自由振动信号和正弦响应信号激励辨识修正了模型参数。基于H∞算法给出了抗扰动指标,利用已辨识的有限元模型和所设计的非线性控制器,并且基于抗扰动指标、控制速度指标和能量消耗指标获得了H∞控制器。进行了基于视觉反馈的扰动振动控制实验研究。实验结果显示:H∞控制与PD控制振动抑制速度基本一致,但振动平稳时H∞控制的振动幅值较小。这表明H∞控制比PD控制具有更好的抗扰动能力。
多柔性体结构 耦合振动 视觉检测 H∞控制 flexible multi-body structure coupling vibration visual detection H∞ control 光学 精密工程
2022, 30(24): 3168
华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 510641
激光视觉是一种在工业检测领域应用广泛的测量方式, 其标定是视觉检测系统搭建的基础。为此, 提出了一种新型线结构光视觉系统标定方法。采用张氏标定法完成相机标定, 通过提取标定板上的激光条纹特征, 根据三面共线条件进行处理完成结构光平面的标定, 并对标准尺寸进行测量以验证标定结果的准确性。接着基于该系统搭建了柔性臂振动测控实验台, 并用其对柔性臂振动进行检测, 设计了一种非线性控制器抑制柔性臂的振动。实验结果表明, 提出的标定方法三维检测精度可达0.1 mm, 得以应用在柔性臂的振动检测上, 设计的控制器也可在短时间内抑制柔性臂的振动, 以此验证了标定方法的检测效果和振动抑制的有效性。
激光视觉 系统标定 振动检测控制 非线性控制 laser vision system calibration vibration measurement and control nonlinear control
给出了基于高速磁光开关的光实时延时技术的方案。研究了拓扑结构和磁光开关对光延时性能的影响。研制了5 bit,32位的光实时延时系统,并建立了光延时的测试平台,经测试,延时线延时精度优于3 ps。对光延时单元插损进行测试,结果显示:32态单元插损为0.12~0.88 dB,各态变化呈随机性。
光纤实时延时线 磁光开关 拓扑结构 插入损耗 optical true time delay line magneto-optic switch topology insertion loss
电子科技大学 宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室,成都 610054
针对光纤延迟线的高精度的要求,基于光开关和光纤,设计了光纤延迟线的拓扑结构,分析了光纤连接误差和光开关误差对延迟线精度的影响,本文提出了一种减小光开关状态误差的方法。在Matlab 的环境下,计算出所有可能的拓扑结构以及相对应的误差值。通过设定条件选出最小的误差值所对应的拓扑结构,并用于高精度光纤延迟线的设计。仿真证明,采用优化的拓扑结构,当开关误差小于1 ps 时,延迟误差优于2 ps。用磁光开关和单模光纤构建了5 bit 光纤延迟线,经过测量,实验结果表明当步进为100 ps 时,误差优于2.98 ps。
光纤延迟线 精度 光开关 拓扑结构 optical fiber delay line precision optical switch topologic structure