二维位置敏感探测器及信号处理器

介绍一种基于单片机的数字式二维PSD信号处理器的设计、性能和测试结果。与模拟式二维PSD信号处理器相比 ,该处理器具有通用、直观、准确度高、易于实现接口和控制等特点。此外 ,该处理器还根据四边形结构PSD的非线性特征增加了非线性修正功能 ,使四边形结构PSD也具有相当高的线性度和位置测量准确度。     

平台漂移测试系统中PSD非线性修正算法研究

针对平台动态漂移测试人工操作误差大、自动化程度低的问题,设计了基于位置敏感探测器PSD的平台动态漂移自动化测试系统。针对PSD非线性对平台漂移测试系统测量范围和测量精度的影响,提出一种新算法。该算法首先利用双线性插值对PSD的非线性误差进行修正,然后用BP神经网络非线性逼近特性进一步修正,最终得到修正值。将其应用于平台漂移测试,试验结果表明,该方法能有效消除非线性的影响,使PSD的B区(边缘区域)获得了A区(中央区域)近似的线性度,扩大了测量范围,同时测量精度达到了平台漂移测试的精度要求。     

人工神经网在二维PSD器件非线性修正中的应用

介绍了一种应用人工神经网对二维PSD器件非线性进行修正的方法。对光斑在二维PSD光敏面上的横向位移,以光斑的二维坐标集合为神经网的期望输出,以PSD输出的二维坐标集合为神经网的训练样本,对神经网络进行训练。利用神经网络所具有的非线性映射能力,在训练结束后即可建立PSD输入与输出的近似线性关系。结果表明修正后的PSD器件可以实现任意输入的实时非线性修正。     

基于PSD的水利工程变形监测系统设计及室内检验

为高精度实现水利工程变形测量,设计一套基于PSD的变形监测系统。将激光器安装在水利工程易出现变形的位置上,通过实时观察照射在PSD表面的光斑位置变化,测出水利工程水平和竖直方向的微位移。对PSD输出的信号进行处理,利用单片机对转换后的4路信号进行位置计算,并用遗传算法与LM-BP神经网络法相结合的模型对PSD进行非线性校正,将位置结果显示在数码管和系统界面上。监测系统在模拟水利工程环境的室内已检验设计功能,同时PSD作为新型传感器,分辨力高,信号处理简单,可代替其他监测设备广泛用于水利工程的变形监测。     

放大器非线性失真检测系统

为了能够清晰地判断放大器输出波形的非线性失真程度,针对性地对放大器性能进行改善,我们拟设计一款放大器非线性失真检测系统,该系统采用STM32单片机为主要控制器件,控制模拟开关74HC4051,使晶体管放大电路模块输出正弦波的正常波形和顶部失真、底部失真、双向失真、交越失真的波形,通过单片机内部进行AD采样、运行FFT算...     

二维位置敏感器件(PSD)的畸变校正算法研究

光电位置敏感探测器(PSD)是对信号光的位置直接检测的光电传感器,它的原理是计算光的权重来测量光的位置,直接输出的是模拟电流信号。但PSD的非线性严重影响着其应用的准确性。由于四边电极的影响,会使靠近边缘附近产生严重的非线性。就如何对PSD进行畸变校正进行了研究。通过对插值算法的研究,提出了用双调和样条插值算法来校正PSD产生畸变的离散点。通过仿真分析,校正后的均方误差能达到2.29μm。与神经网络方法相比,该方法有了较大的提高,效果令人满意。     

基于PSD的静电悬浮位置测量与控制系统设计

建立了基于位置敏感探测器(PSD)的静电悬浮三维位置信息测量与控制系统,分析了PSD的结构与静电悬浮位置测量与控制原理.系统采用单片机STC12C5A60S2处理PSD输出信号,得出悬浮样品位置信息与PSD输出电压的对应关系,实现单片机与上位机的通信,对测量的位置数据进行分析、处理以及悬浮样品位置控制.利用锆材料进行悬浮实验,实验结果表明:建立的测量系统能实现样品位置信息的非接触测量与稳定悬浮,具有测量数据可靠,运行稳定等优点,为材料悬浮加热和深过冷研究奠定了基础.     

PSD精密测量中的二维表检索算法

根据PSD非线性失真特点，设计出二维的两种快速检索算法。     

基于PSD的高精度激光校准仪的设计

针对国内对轴系的校准技术普遍采用传统的手工方法,提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的高精度激光校准的解决方法。在PSD信号处理上,使用高精度的A/D转换单片机运用软件算法的方式代替传统的运算电路方法计算PSD位置值,有效地提高了系统的精度和稳定性。回转式校准仪的偏移测量范围为±4mm,分辨力为1.5μm、精度为5.5μm。可以广泛用于精确轴系校准和定位。     

基于PMPSD的工业机器人几何参数标定方法

针对由几何参数不精确引起工业机器人绝对定位精度低的问题,提出一种基于位姿修正位置敏感探测器的几何参数标定方法。通过建立误差运动学模型,使用位置敏感探测器(PSD)装置进行数据采样,利用位姿修正原理对末端激光器位姿和关节转角进行修正,构建模型约束目标函数,运用LM算法计算得到几何参数误差,修正几何参数名义值。实验结果表明,该方法避免了PSD反馈控制,能够快速实现工业机器人几何参数标定,定位平均误差和标准差分别为78.28%、76.38%,有效提高了机器人的定位精度。     

一种新的大视场景象的几何失真校正方法

大视场景象是大视场摄象机摄得的图象，它存在着严重的非线性几何失真（桶形失真）。为了提高匹配算法的定位精度和匹配概率，对摄得的实测图象进行几何失真校正的预处理是十分必要的。本文讨论了几何失真图象的象素位置与镜头焦距的关系，采用虚拟数字成象的方法，实现了几何失真校正。文中给出了变焦距地址修正的具体算法（ＺｏｏｍＡｄｄｒｅｓｓＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍＺＡＭＡ），并对一幅实测图象进行了几何校正实验，取得了理想的校正结果。     

基于PSD的长管弯曲度测量系统设计

针对高线性度要求的长管的微小变形带来的问题,设计了位置敏感探测器(PSD)测量长管弯曲度的系统,分析了二维PSD在弯曲度测量系统的结构与工作原理,以及弯曲度的计算原理。系统采用单片机STC89C58处理PSD输出信号并显示测量结果,得出PSD的光点坐标位置与输出电压的对应关系,实现单片机与上位机的通信,对测量数据的分析、处理以及整个系统的控制,同时分析了检测误差和电路误差对弯曲度测量的影响。实验测试结果表明:所建立的测量系统能够实现实时测量和远程控制,具有快速响应、运行稳定、测试数据可靠等优点。     

基于车载GPS导航的非线性动态滤波算法

为了提高车载导航定位精度,根据全球定位系统（GPS）的特点,在分析线性滤波算法缺陷的基础上,建立了车载导航动态定位模型,并在通过准确获取后验概率密度函数的均值和方差经过非线性变换修正导航定位位置,给出了一种非线性动态滤波算法。仿真实验表明,与卡尔曼滤波相比,该方法能克服了滤波发散导致结果失真的问题,提高滤波的精度,解决线性滤波算法发散的缺陷。     

电子秤非线性自动修正方法

对电子计价秤系统的误差进行分析，采用 Ｚ８单片机技术，用线性插值方法，总结出一种方便、准确、有效的非线性修正方法。     

基于PSD激光三角测量的非线性校正电路

激光三角测量是目前非接触测量的主要方法之一,由于位移量与像面上光点位置的关系不是线性的,这在用位置敏感探测器(PSD)构成的探测系统中造成了非线性问题。提出一种新的模拟信号处理方法和电路补偿了这种非线性,实现了非线性校正。     

基于MEC优化BP神经网络的PSD非线性校正

光电位置敏感传感器(PSD),特别是其B区存在非线性误差大、测量精度低的问题.针对现有神经网络校正方法的不足,提出一种基于思维进化计算(MEC)算法优化的神经网络校正模型.该方法首先应用MEC算法搜索最优神经网络初始权值和阈值,再利用LM算法训练BP神经网络,最后将训练好的神经网络用于PSD非线性校正.仿真实验结果表明,所提出的方法校正精度高,收敛速度快,泛化能力强,测试数据的平均误差被控制在0.005 mm以下.经过校正后的PSD在非线性区表现出与线性区相似的线性程度,提高了PSD的测量精度.     

坦克炮口弯曲变形量自动测量装置

鉴于传统坦克炮口弯曲量测量效率低、精度差,而且不具备实时性的缺点,提出一种基于PSD(位置灵敏探测器)的坦克炮口弯曲量自动测量装置。该装置通过与安装在炮口端的反射镜配合,对炮口的弯曲变形量进行检测。然后通过对PSD光敏面上的光点位置变化,输出相应的模拟量,再经过信号放大、整形、采集、滤波等数字化处理后,实时输出炮口弯曲修正量,发送给火控计算机进行弹道修正。经过该装置提供的炮口弯曲量的实时修正,可有效提高坦克的射击命中率。     

一种基于LabVIEW的相位法PSD微位移测量系统设计

基于相位法的位置敏感探测器(PSD)检测技术较之幅值法具有处理电路简单、检测精度高、抗干扰能力强、环境适应性好等优点.利用二维双面分流型PSD和LabVIEW虚拟仪器平台,实现了基于相位法的PSD微位移测量系统的设计.实验表明:PSD输出信号的相位差和光斑位置具有良好的线性关系,非线性误差小于0.1％.     

玻璃拉管生产过程的智能控制策略

本文针对玻璃拉管生产过程非线性特性，提出了一种智能化的控制策略，采用具有自适应功能的简化模糊控制算法。通过一类压缩因子的调整，可以在线自动修正控制规则，并能用８０９８单片机予以实现，工业现场试验证明了方法的实用性。     

一种基于位置敏感元件的物体位置检测系统

为满足对物体对象的非接触、高精度快速测量定位需要,在分析了目前位置检测技术的基础上,利用一维位置敏感元件(PSD)设计了一种物体位置检测系统,详细介绍了PSD位置检测的原理,通过单片机实现了对物体对象位置信号的采集处理,并把结果显示在上位机中;结果表明,整个检测系统响应速度较快、测试精度较高,可以达到±5%,实现了对物体对象的非接触精确测量定位,可应用于对精度要求较高的各种精密测试领域。