中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033
自适应光学技术可以对大气湍流造成的波前误差进行实时校正，是实现大型地基望远镜高分辨率成像的关键技术。随着望远镜口径不断增大，自适应光学系统的校正单元数达到千单元量级。首先从自动控制角度建立了自适应光学系统各电控环节的等效模型，分析了系统延时对控制环节性能的影响。然后介绍了自适应光学电控环节中高压驱动系统的设计问题，从自动控制角度分析了自适应光学系统对高压放大器闭环带宽的需求，给出了分析结果。最后报道了千单元级自适应光学高压驱动系统的集成和测试工作。实验结果表明：本文所设计的高压放大器可以实现120 V输出，-3 dB带宽达到5 000 Hz，所设计的高压驱动系统经过集成后，利用湍流屏等效模拟60 Hz格林伍德频率，校正后的波前残差均值为0.16λ，可以实现千单元级压电变形镜的校正控制。
自适应光学 望远镜 自动控制 高压放大器 adaptive optics telescopes automatic controls high-voltage amplifiers 光学 精密工程
2023, 31(17): 2493
为提高多智能体任务完成效率以及降低成本,基于阿克曼无人车模型设计了滑模控制器, 实现了跟随车对于期望轨迹跟踪。采用双曲正切函数代替指数趋近律中的符号函数, 保证切换函数具有连续性。证明了新构造趋近律作用下系统的收敛性。基于树莓派4B和ROS搭建了低成本无人车实验平台, 完成了ROS软件功能设计, 包括无人车平台的导航、建图、TF变换等功能。针对多无人车系统完成了组网操作, 使得无人车能够进行传感器数据共享并通过TF变换关系求得相对位置信息。最后基于所设计的滑模控制器在实机平台完成实验, 得到编队控制性能曲线图并进行了定性定量分析。
无人车 自动控制 滑模控制 编队控制 多智能体系统 unmanned ground vehicle automatic control sliding mode control formation control robot operating system ROS multi-agent system
嘉兴恒创电力集团有限公司华创信息科技分公司, 浙江 嘉兴 314000
针对光伏发电系统非接触并网供电过程中存在的电能信号输出不稳定的问题, 提出了非接触并网供电自动控制方法。首先在光伏发电系统以及并网供电线路上安装相应的硬件设备, 包括控制器、逆变器以及驱动设备等, 其次采用非接触并网的方式形成供电传输链路, 利用安装的硬件设备自动监测供电系统中的电流信号与电压信号, 以监测结果为基础, 分别从并网电流平衡与最大供电功率两个方面, 实现了对光伏发电系统并网供电的自动控制。为检测设计控制方法的性能设计了实验, 实验测试结果表明：光伏发电系统非接触并网供电自动控制方法可以缩小供电电流与电压的浮动范围。
光伏发电系统 非接触 并网供电 自动控制 供电功率 photovoltaic power system non-contact grid power supply automatic control power supply
强激光与粒子束
2021, 33(4): 045003
本文报道了在自动控制直径条件下大尺寸YVO4晶体的提拉法生长研究。利用改进的上称重法生长大尺寸YVO4晶体，在提拉法单晶生长过程中，晶体扩肩部分采用斜率积分模式，转肩部分采用斜率积分过渡到直径积分模式，等径部分采用直径积分模式，应用这种分段控制方式成功地实现了YVO4晶体的自动化生长。采用4台50型自动化生长炉对YVO4晶体自动化生长工艺进行了长达一年的可靠性验证，预设技术目标为晶体直径大于40 mm，等径部分长度大于30 mm，B级晶体质量达 80%以上，采用自动控制方法生长晶体毛坯共计138个，晶体直径达标率为99.3%，等径部分长度达标率为53.6%，晶体生长良品率为88.4%。本文还讨论了影响晶体等径部分长度达标率的若干工艺因素。
YVO4晶体 自动控制直径 改进的上称重提拉法 直径积分模式 斜率积分模式 提拉炉 可靠性验证 YVO4 crystal autocontrolled diameter modified up-weighing method diameter integral mode slope integral mode Czochralski furnace reliability verification
1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 麦格磁电科技有限公司,广东 珠海 519040
为了解决传统提拉单晶体生长界面不稳定的难题, 该文在传统全自动提拉单晶炉等径控制理论的基础上, 通过原料补充装置, 不断添加与晶体生长量相等的晶体原料至坩埚内, 以稳定晶体生长液面的高度不变; 再通过光学放大和电荷耦合器件(CCD)成像装置测量晶体实时直径的变化, 以此变化率调整晶体旋转速度, 最终使晶体生长界面始终维持在一个相对稳定的理想状态, 从而保证晶体外形符合设定要求和内部品质的优良。
提拉(CZ)法 生长界面 单晶炉 晶体生长 自动控制 Czochralski(CZ) method growth interface single crystal furnace crystal growth automatic control
为了解决传统双折射测量系统在调节光学元件的过程中,结构复杂、耗时长且不状态稳定的问题, 采用计算偏振跳变曲线中o光和e光低电平占空比的方法, 增加了自动旋转波片的功能, 优化出一套具有较高工作效率的双折射测量系统。该系统可自动调整波片快轴方向, 使其可对准激光器的本征偏振方向, 减少了人为判断波片快轴时可能引入的测量误差。结果表明,波片相位延迟的最大偏差为0.65°, 标准差降低28%。双折射测量系统的测量精度及稳定性满足工业化生产的要求。
测量与计量 激光回馈 正交偏振 波片测量 自动控制 measurement and metrology laser feedback orthogonal polarization wave-plate measurement automatic control
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621999
造纸工艺中成纸的水分控制和吨纸能耗是2个重要的质量和成本控制指标。国内造纸厂抄纸车间长网多缸纸机一般多按传统的三段通汽方式进行纸页干燥，在传统工艺和设计中，由于工艺人员无法精确控制纸浆流量和烘缸内压差，往往存在烘缸排水不畅、吨纸汽耗过高等现象，从而导致产品质量和成本无法有效控制，因此在产业升级换代过程中迫切需要进行相应的技术改造。通过开发集散控制系统(DCS)，设计出各类测量传感器和控制方案，实现了对抄纸车间1760 mm/300 m长网多缸纸机供热系统的精确自动控制，最终达到了质量控制和节能降耗的目的。
自动控制 集散控制系统 供热 automatic control Distributed Control System heating system 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(6): 1093
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
实现了一种基于数字信号处理(DSP)技术的外腔半导体激光器的自动稳频装置。该自动稳频装置以铷原子的饱和吸收谱线作为频率参考,采用调制解调技术得到稳频所需的鉴频信号。激光自动稳频装置通过模数转换器以固定的速率不间断地采集饱和吸收信号和鉴频信号,由DSP芯片对采集到的数字信号进行处理和分析。DSP 芯片利用通用输入输出端口控制调制信号的开关状态,通过数模转换器控制激光频率扫描以及输出数字反馈。利用所述的激光稳频技术不仅实现了外腔半导体激光器自动稳频,而且能够实时评估激光器的锁定情况,在激光器失锁后及时重新锁定,提高了激光器的长期运行能力。最后,将使用自动稳频技术的激光器应用于空间冷原子钟原理样机地面实验中,该稳频激光可以满足相关科学实验的需求。
激光器 激光稳频 自动控制 外腔半导体激光器 饱和吸收光谱
