針對原有三維振鏡激光掃描儀數學模型動態(tài)模擬結果不精準的問題,設計新型三維振鏡激光掃描儀數學模型。根據掃描儀結構特點設定數學模型設計原則并簡化原始模型,將設計原則與簡化后模型結合能量守恒定律,設定硬性約束條件并模擬掃描儀內部動態(tài)過程,以動態(tài)過程模擬結果為依據,將掃描儀內部分割為若干單元塊,通過單元塊動態(tài)過程計算結果與對應關系完成數學模型計算,至完成此三維振鏡激光掃描儀數學模型設計。構建對比實驗,將原有模型與此模型模擬結果同測量結果相比較,此模型結果為數值區(qū)間且包含測量結果,原有模型結果為固定數值,與測試結果誤差較大,證明所提模型動態(tài)模擬結果更為精確。 

【文章來源】：現代電子技術. 2020,43(05)北大核心

【文章頁數】：4 頁

【部分圖文】：

掃描儀動態(tài)模擬過程示意圖

根據掃描儀動態(tài)模擬結果結合能量守恒定律完成對三維振鏡激光掃描儀的數學模型構建。在動態(tài)模擬過程中，將掃描儀數學模型分為激光發(fā)射與激光反射兩個環(huán)節(jié)：激光發(fā)射環(huán)節(jié)中包括光束形成以及光束發(fā)出兩部分；激光反射環(huán)節(jié)包括反射光束以及成像重建兩部分[14]。依據上述的分割單元完成模型構建。為保證模型構建的科學性，設定模型構建流程如圖2所示。在掃描儀中，激光通過掃描儀內部設備完成交互過程。將掃描儀內部分割成N個單元，根據構建流程設定掃描儀內部單元塊之間的對應關系，對單元塊與單元塊之間建立激光傳導動態(tài)數學模型[15]。設定相鄰兩單元塊之間的光線質量分別為A1,A2，傳播速度為Qm,Qn，初始光束半徑為I1,i1，且I1>i1，激光傳播系數為K，接觸面積為E，在傳播時間T后，兩單元塊接收到的激光分別為I,i。根據動態(tài)過程模擬中的守恒定律得出兩單元塊之間的激光關系：

根據掃描儀數學模型的計算特點，將三維振鏡激光掃描儀模型結構簡化，并將其在Simulink上完成搭建。通過使用本文設計模型與原有模型完成對其內部動態(tài)數據的求值。在求值過程中對實驗設備的計算精準度要求較高，所采用的實驗設備具有較高的計算精密度，具體結構如圖3所示。使用上述實驗設備完成數學模型模擬過程。在模擬過程中設定4組輸入值，分別為10,50,100,200，將其作為模型原始值錄入數學模型中，計算并對比兩種模型的計算結果。設定初始條件為：掃描儀全長為30 cm，掃描儀內部激光傳播速度為0.1 m/s。將掃描儀內部分割為10個小單元塊，模擬其內部動態(tài)過程。同時，采用儀器對掃描儀內部激光實現機密測量，對比實驗結果。

【參考文獻】：
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本文編號：3057049