考虑目标运动状态的激光在线跟踪标刻方法

为了解决传统方法容易受到噪声、光照等因素影响,导致目标检测精度与标刻效果降低的问题,在考虑目标运动状态基础上提出一种激光在线跟踪标刻方法。首先根据激光点构建对应运动模型,并通过迭代计算求解获取出目标运动激光点和实际像素坐标,实现激光对实际目标的自主瞄准,并得出目标运动粗略范围;使用改进粒子滤波法进一步精细定位,由此计算出目标权重取值;最后针对生产线匀速和变速运动的不同特点,实现对运动目标跟踪标刻的目的。仿真实验结果表明,所提方法具有目标检测精准度高、标刻效果好、不易变形等优点。     

激光飞行标刻扫描幅面约束特性及最大飞行速度性能分析

分析了激光飞行标刻过程的扫描幅面约束(SAL)特性以及影响最大飞行速度(MFV)性能的因素.研究了在同一扫描幅面约束下,工件进入扫描幅面的不同方位对最大标刻位移(MMO)值的影响,推导出匀速运动情况下最大飞行速度和最大标刻时间的计算公式,理论公式表明MFV与最大标刻位移值成正比,与标刻时间成反比.对于竖向方位和横向方位进入扫描幅面的工件,采用先进入先标刻(FEFM)扫描算法进行了激光飞行标刻试验,在不同的标刻时间下得到的MFV实验结果和按照理论公式计算得到的MFV值吻合良好.     

振镜式在线激光打标扫描方案的设计

论述了振镜式激光打标扫描方案的设计和实现过程 ,通过对振镜扫描速度的补偿解决了由于生产线的运动而造成的打标字符倾斜问题 ,并且有效提高了打标的速度 ,实现了在不同速度生产线对不同材质进行打标     

基于DSP和CPLD的激光飞动标刻研究

为了达到快速、精确标刻的目的,提出了一种应用于生产线上运动工件的激光实时飞动标刻系统。该系统采用了数字信号处理和复杂可编程逻辑器件的动态跟踪技术的方法,解决了流水生产线上诸如标刻图形变形、错位、失真等激光加工问题,降低了由静止标刻加工给加工者所带来的劳动强度。以自行开发的激光标刻软件为应用实例,对同一图案在参数设定相同的情况下进行加工。结果表明,该系统能提高激光加工的生产效率,标刻速度达到2000byte/s;所标刻图案线条清晰,轮廓分明,达到了静止标刻的效果。     

一维扫描激光飞动标刻研究

介绍一种控制生产流水线激光标刻的软件实现.使用一维振镜来实现点阵字体的飞动标刻.通过偏转扫描振镜使其和生产线方向成一定的夹角,并且严格控制扫描振镜的运行,使振镜按照标刻的要求,在确定的时间到达确定的点阵点.通过这种方式来补偿生产线方向的生产线速度.在满足一定生产线速度的情况下,能够降低标刻设备的成本.对于要标刻的点阵字符,采用了在显示屏幕上输入相应的字体,然后直接从屏幕提取字体信息并输入标刻系统.     

激光跟踪仪高精度测量运动物体位姿的研究

为了实现运动物体空间位姿高精度的实时测量,基于激光跟踪仪测量的地理坐标系的方法,采用两个激光跟踪仪分别瞄准运动物体首尾两处的标靶,两台激光跟踪仪同步触发采集数据,实时获取运动物体首尾两点的空间坐标数据,测量了运动物体在空间地理坐标系下的位置和姿态信息;利用自主研发的软件计算了运动物体的空间位姿,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,测量系统的稳定性与精度较好,所提出的测量方法能够满足高精度的空间位姿测量要求。     

卫星精密跟踪技术

与具有多种测量手段的靶场测量仪器不同,卫星跟踪首先要根据预测的卫星位置和速度捕获目标,然后进入连续跟踪,跟瞄误差不能大于发射激光束的发散角.卫星跟踪也分为开环和闭环二种跟踪方式.前者没有激光反馈信息,以计算值代替卫星真实位置由计算机控制跟踪,因此要求初始捕获数据和卫星轨迹计算方法非常精确.美国NASAGoddard空间飞行中心用48in天文望远镜改造的卫星跟踪系统属于此类.后者是根据捕获后的回波信息,计算机控制自动跟踪.不论哪种跟踪方式,由于激光束发散角很小,都要有高精度的光机系统和瞄准控制技术.     

运动目标激光跟踪瞄准中的闭环研究

在利用激光实现对运动目标的跟踪瞄准过程中,必然会受到目标运动特性的限制以及各种大气条件(湍流、热晕等因素)的影响,导致激光能量损耗、光束漂移、激光波前发生畸变等,使得激光能量不能会聚于目标上,而是发散为一片,无法起到打击军事目标或有效跟踪锁定的作用.要解决这些问题,使激光能量可以有效地集中于运动目标上而不脱靶,就首先要在运动目标与激光发射(接受)系统之间建立闭环联系.本文利用非线性光学相位共轭技术,补偿大气给激光波前带来的畸变,对运动目标进行跟踪瞄准,在激光系统与目标之间建立起闭环联系.在原理上,以静止目标闭环理论为基础,充分考虑到了信标光和大气效应对跟瞄的影响,建立了运动目标的闭环模型,并计算了对远距离(1 km)目标进行跟踪时共轭系统的增益.在实验上,利用受激布里渊散射相位共轭技术,在室内18 m远处模拟了对运动目标进行跟踪瞄准的原理性实验,用CCD相机记录了信号光斑与共轭跟瞄光斑,分析了这些光斑的光场分布.实验结果表明共轭跟瞄光的能量能较好地集中于很小的区域内,而不象信号光那样发散为一片,从而证明了本文所用方法对运动目标进行跟踪瞄准的有效性.(PB3)     

基于嵌入式的网络激光标刻控制系统研究

根据传统激光标刻控制系统中现有标刻数据传输与处理模式存在硬件构成冗余复杂等缺点的问题,提出一种基于集成多模块嵌入式系统的解决方案,通过数据传输方式的改变,实现整个激光标刻生产控制模式的改变,从而使激光标刻脱离工控机及标刻控制软件,且可实现网络在线、离线标刻等功能。该方案以MCU与RTL8019AS芯片构建的嵌入式以太网实现数据的接收与发送,通过MCU I/O口的分时复用扩展SRAM并实现对激光发生器和振镜扫描头的并行控制。方案中,待标刻数据通过TCP以太网网络传输,该系统将接收后的字符数据进行算法转换,形成激光点阵控制数据,最终实现点阵扫描式激光标刻。综合实验表明系统整体具有良好的鲁棒性和高效的标刻速度。     

基于P-V双因素的网络激光标刻性能研究

传统激光标刻技术已在实际工业生产中普遍应用,但其系统最优标刻性能控制参数存在寻找及设置较为困难、繁琐等问题。针对该问题,本文设计了一种基于嵌入式网络激光标刻模式的新型激光标刻控制模型,并在该模型下通过相关数据预处理算法分析单一标刻影响因素对激光标刻性能的影响;再通过对实验数据的数理统计分析得出二值图像的标刻性能变化规律,最终得出在该材质及类似组成工件下的激光标刻的最优参数快速选择模型和性能最优值域。研究结果表明,该模型为最优激光标刻性能控制参数的快速选择提供了可靠的方法,为进一步研究激光标刻性能影响参数提供了重要参考。     

高稳定性半导体激光器功率控制电路设计和测试北大核心CSCD

有些飞行器的表面安装有基于半导体激光器模块的激光信标系统,用于发出指定功率的稳定光束来配合地面光电系统对激光信标的捕获、识别和跟踪。针对该激光信标系统在宽温度范围下的高功率稳定性需求,设计了两种半导体激光器模块功率控制电路,分别对激光输出功率进行闭环控制和开环控制,采用国产和进口的激光器分别测试了两种控制电路在高低温下的功率控制效果,测试结果表明定电压开环控制电路的控制效果优于定功率闭环控制电路。     

激光飞行打标校正技术研究

研究了一种新型的用于连续生产线的激光动态打标系统，重点解释了飞行打标字体变形的产生原因，提出了通过编码器对飞行打标进行实时修正的方法。通过自编软件的控制，实现了长串字符的飞行打标，达到了高精度的修正。对飞行打标中需要注意的问题，提出了改进方案。     

激光强回馈系统的动态调制稳频技术

激光强回馈系统与弱回馈系统相比,在无任何电子细分条件下就可获得纳米级的分辨率。但是,由于其回馈水平高,容易发生模式转换或偏振跳变,稳频十分困难。提出了一种激光强回馈系统的动态调制稳频方法,研究了动态调制稳频中的零点定位、清零补偿等关键技术及算法。实验结果表明,通过采用动态调制稳频技术,消除了激光强回馈系统中的模式转移及偏振跳变现象,获得了调制均匀、幅值相等的回馈条纹,有效地解决了激光强回馈系统的稳频问题,大大提高了系统的抗干扰能力,对进一步研究高精度强回馈测量系统具有重要意义。     

果林机器人行走驱动闭环控制分析

该研究旨在选取控制机器人运动的合理方式。以履带式果林机器人为背景,分析了果林机器人运动双电机控制系统。基于步进直流电机转速增量式PID闭环控制算法,计算了PID控制器比例系数、积分系数和微分系数。仿真和试验表明：当机器人左、右电机以3 000 r/min的速度在地面上直线运行时,采用转速增量式PID控制比开环控制电机响应速度快,稳定性能好。结果提示,转速增量式PID控制方式是有效合理的。     

拉曼激光光学锁相环参数设计及仿真

光学锁相环（Optical Phase-locked Loop,OPLL）技术是实现激光相位相干的有效方法。鉴于环路滤波器参数直接影响光学锁相环系统的整体性能,提出了一种二阶无源环路滤波器参数的优化方法。首先,根据相角裕度定义及系统开环传递函数的数学模型,推导出环路滤波器参数设计的公式,并设计了一种基于MATLAB的参数优化算法。然后,为精确地设计拉曼激光光学锁相环参数,设计了消多普勒饱和吸收谱实验,并对激光器的压电陶瓷端口反馈增益参数进行测量。在锁相环闭环控制系统性能仿真中,得到了单位阶跃响应的超调量为6.53%,调节时间为0.584s。最后,对拉曼激光光学锁相环各个模块进行Simulink建模并仿真,仿真结果表明锁相环能够实现对拉曼光相位锁定且锁定时间为2s,因此,验证了锁相环参数设计方法的正确性。在工程应用中,为光学锁相环的参数设计提供了重要参考价值。     

Performance analysis of closed-loop transmit diversity in thepresence of feedback delay

In this paper, a bit-error-rate (BER) analysis for closed-loop transmit diversity in a time-selective Rayleigh fading channel containing feedback delay is presented. In the absence of feedback delay, closed-loop transmit diversity always outperforms open-loop transmit for a given transmitted signal energy. This is no longer true in the presence of feedback delay. We derive closed-form expressions of the average BER for this case assuming QPSK and BPSK signaling. The results of the analysis are instrumental for comparing closed-loop with open-loop schemes under given operating conditions. In particular, we demonstrate that, for a given transmitted energy and number of transmit antennas, open-loop outperforms closed-loop at sufficiently fast channel fading. We also show that, for a given transmitted signal energy and fading rate, closed-loop outperforms open-loop for sufficiently large numbers of transmit antennas while the total average transmitted signal energy is kept constant. For some special cases, closed-form expressions for the fading rate at which the performance of open-loop is equal to closed-loop are obtained     

大口径光学薄膜激光预处理系统缺陷检测控制

大口径光学薄膜激光预处理系统是通过确定大口径光学薄膜的缺陷分布,对大口径光学薄膜的缺陷进行准确地激光修复。为了达到保障系统运行速率与检测精度的目的,采用对缺陷检测部分的运动控制与补偿进行改进的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了在不同运动速度下光栅尺的读数精度、伺服电机的控制精度以及图像采集偏移量的补偿值等数据。结果表明,采用伺服电机控制运动并结合硬件通过指定点比较函数控制采图点的方式保证系统在高速运动(20mm/s)情况下,对系统进行多次运动校正和适当的运动补偿,可以提高大口径光学薄膜激光预处理系统缺陷检测的精度,从而改善大口径光学薄膜激光预处理的效果。     

一种全数字控制的工业激光器驱动电源

介绍了一种全数字控制半导体激光器驱动电源方案.方案采用高速数字信号处理器产生高频率高分辨率的数字调制PWM直接驱动功率回路,完全采用软件实现闭环的控制,结合高精度AD采样,使得输出电流具有高精度、低纹波和高动态响应速度的特点.系统还提供六种保护功能,具有故障锁定及故障自诊断功能,具有数字化的远程通讯接口.     

微米光栅加速度计闭环检测技术优化与设计

提出一种基于Pound-Drever-Hall(PDH)调制技术的新型闭环控制方法,优化了微米光栅加速度计的信噪比和静态检测精度.采用电磁驱动实现自校准和反馈控制,相对于静电驱动降低了功耗提升了反馈效率,解决了开环检测方式下测量范围和灵敏度不可兼得的难题.对系统光学输出的干扰源进行本质分析,通过将闭环误差信号调制到高频...