發(fā)布時間：2021-01-05 22:16

　　基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的近紅外光譜儀已成為當(dāng)前便攜式近紅外光譜儀研究的熱點。然而,MEMS微鏡在長期工作過程中,由于自身特性變化以及外界振動等因素的影響,導(dǎo)致其運(yùn)行過程中產(chǎn)生角度偏轉(zhuǎn),進(jìn)而影響近紅外光譜儀的性能。此外,微鏡驅(qū)動系統(tǒng)還存在變量耦合問題,常規(guī)控制方法難以滿足近紅外光譜儀的性能要求。研究設(shè)計了MEMS微鏡PID解耦控制系統(tǒng),將MEMS微鏡運(yùn)動過程中的偏轉(zhuǎn)角控制在0.005°左右,改善了光譜儀的性能。 

【文章來源】：工業(yè)控制計算機(jī). 2018,31(06)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

MEMS微鏡驅(qū)動示意圖

匣?〉繆顧?誶??，若電壓uk＜2V，參數(shù)kp1，kI1，kD1，若電壓uk＞2V，選擇參數(shù)kp2，kI2，kD2；4）計算uk＝uk－1＋△uk并輸出。圖3MEMS微鏡驅(qū)動系統(tǒng)PID控制實施流程圖3測試結(jié)果在完成控制方法的設(shè)計研究之后，需要對MEMSNIR光譜儀驅(qū)動控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和性能測試。圖4為NIR光譜儀調(diào)試現(xiàn)場圖，調(diào)試系統(tǒng)中包含了Windows環(huán)境下開發(fā)的基于C＃編譯器語言的上位機(jī)軟件系統(tǒng)，以及基于ARM架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)。圖4NIR光譜儀調(diào)試現(xiàn)場為測試PID解耦控制系統(tǒng)的控制效果，分別測試MEMS微鏡開環(huán)與閉環(huán)狀態(tài)下的偏轉(zhuǎn)角度變化，利用位置敏感傳感器（PSD）檢測微鏡的偏轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)換公式如下：圖2MEMS微鏡驅(qū)動解耦控制系統(tǒng)框圖83

╡k－2ek－1＋ek－2）（13）綜合上述討論，基于改進(jìn)數(shù)字式PID控制器設(shè)計的流程如圖3所示，主要包括如下步驟：1）根據(jù)實際運(yùn)行狀況設(shè)置死區(qū)寬度；2）判斷誤差是否位于死區(qū)，若誤差ek位于死區(qū)，則PID控制器輸出△uk＝0，否則執(zhí)行步驟3）；3）進(jìn)一步判斷基礎(chǔ)電壓所在區(qū)段，若電壓uk＜2V，參數(shù)kp1，kI1，kD1，若電壓uk＞2V，選擇參數(shù)kp2，kI2，kD2；4）計算uk＝uk－1＋△uk并輸出。圖3MEMS微鏡驅(qū)動系統(tǒng)PID控制實施流程圖3測試結(jié)果在完成控制方法的設(shè)計研究之后，需要對MEMSNIR光譜儀驅(qū)動控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和性能測試。圖4為NIR光譜儀調(diào)試現(xiàn)場圖，調(diào)試系統(tǒng)中包含了Windows環(huán)境下開發(fā)的基于C＃編譯器語言的上位機(jī)軟件系統(tǒng)，以及基于ARM架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)。圖4NIR光譜儀調(diào)試現(xiàn)場為測試PID解耦控制系統(tǒng)的控制效果，分別測試MEMS微鏡開環(huán)與閉環(huán)狀態(tài)下的偏轉(zhuǎn)角度變化，利用位置敏感傳感器（PSD）檢測微鏡的偏轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)換公式如下：圖2MEMS微鏡驅(qū)動解耦控制系統(tǒng)框圖83

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]基于MOEMS掃描光柵微鏡的微型近紅外光譜儀的控制與信號獲取系統(tǒng)[D]. 王孝娟.重慶大學(xué) 2014
[2]電熱式MEMS微鏡驅(qū)動控制技術(shù)研究[D]. 章皓.蘇州大學(xué) 2014



本文編號：2959394