双纵模双频激光干涉测量系统分析

本文介绍了一种新型的双纵模双频激光干涉仪,由于采用热稳频,延迟线移相等关键技术,使得干涉仪具有结构简单,成本低廉,动态性能好,精度高等特点.     

高精度高测速双纵模热稳频激光干涉仪研究

现代机械工业的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1 000 mm/s,而目前商用外差干涉仪的测量速度不能满足这一要求。为此该文采用长度为206 mm、频差约728 MHz的普通全内腔He-Ne热稳频激光器为光源,外加带有高频振荡器形成的交流信号进行脉冲计数的信号处理电路,构成高精度高速双纵模热稳频激光干涉仪。通过实验对干涉仪的测量速度和精度进行了验证,其精度达到0.1 μm /800 mm。实验证明,该干涉仪可以对速度为1 000 mm/s的运动物体进行位移和速度测量。     

实用双纵横激光精密测距仪

分析了无导轨大尺寸测量技术的现状,指出采用He-Ne激光器进行多波长干涉小数重合法测量大尺寸能较为有效地解决无导轨大尺寸测量问题,在分析了现有的两种He-Ne激光多波长干涉无导轨大尺寸测量技术的特点的基础上,介绍了一种稳频系统简单可靠,频率及频差稳定（在工业现场环境）,合成波长合适,测量过程简捷的双纵模激光精密测距仪,它完全满足对大尺寸工件进行测量的精度及环境的适用性的要求,其在50m测量范围内精度可达±（50+1.5×10     

横向塞曼He─Ne激光器的功率稳定性

介绍了一种采用单片机控制的横向塞曼稳强激光器。该激光器克服了温度和环境气流波动以及激光管放电电流变化对内腔Ｈｅ─Ｎｅ激光器功率稳定性的影响，其功率的相对稳定度可达０．０８９％。     

微机控制环形激光陀螺自动扫模的研究与实现

在分析环形激光谐振空各种稳频技术与最优工作模式搜索技术的基础上,介绍了作自行研制的微机控制激光陀螺腔长自动调节系统,并介绍了０－３００Ｖ电压连续可调压电晶体驱动电源的研制。实验获得的腔长连续调节的曲线验证,微机控制的激光陀螺腔长自动调节系统可以稳定地获得正确的环形激光陀螺腔长变化信息,为实现数字化稳频提供了可靠的依据。该腔长自动调节系统的研制成功解决了我国自行研制数字化稳频系统的关键问题。     

石油机械大尺寸零件精密测量装置研究

研究了一种可用于工业现场进行大尺寸零件精密测量的装置.该装置以有高稳定性和强抗干扰能力(室外时频率稳定性可达10-7)的双纵模热稳频He-Ne 激光器为光源,其拍频频率约为790 MHz ,拍频波长λ约380 mm,拍频波长为测量基准;以拍频波节点为对准标志, 最邻近节点到被测点的尾数间距x1,x2用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪测量,分辨率为0.08 μm的方法来进行大尺寸L的测量 .测试表明,此装置具有很好的环境适应性和同类仪器中最高的频差稳定度.整个测量系统可在0～20 m 范围内工作,测量不确定度优于±30 μm/ 10 m .对石油机械大尺寸零件测量的环境性和高精度性研究具有重要意义.     

一种棱镜式激光陀螺跳模特性研究

针对棱镜式激光陀螺跳模过程性能较差的现象,系统研究了棱镜式激光陀螺的跳模特性。建立了稳频执行机构的数学模型,理论分析了整个跳模过程,给出了跳模电压增量与温度及跳模起始电压的函数关系,消除了跳模过程脉冲数波动大的现象。进一步研究了棱镜式激光陀螺的开闭环扫模特性,实验结果表明,合光限模较浅会引起双纵模竞争从而导致陀螺跳模跳数。在不改变谐振腔合光限模参数的前提下,调整光强参考电压或反馈回路前置放大增益的方法可以使开闭环扫模特性合适,避免陀螺跳模跳数。此分析结果可以改善陀螺精度,减少谐振腔返修率,提高陀螺生产效率。     

环形激光陀螺频率稳定性的研究

对直腔式和环形谐振腔的稳频原理进行了理论上的探讨,并给出了环形激光陀螺的稳频精度分析。根据环形激光器研制过程中的需要,提出了一种基于单片机系统的实用稳频方案,并对该系统的电路时序工作过程进行了分析,作者还将该方案与 Ｈ． Ｊ． Ｍｕｒｐｈｙ 提出的数字式稳频系统在性能上进行了比较。     

测量大型机件的精密测距仪

一种采用激光拍频干涉原理,测量大尺寸机械零件或构件的高精度测距仪系统已研制成功。它的特点是用双纵模He-Ne激光为光源,无需任何参考频率标准,稳频精度在室外有风的环境下优于1×10-7。两个纵模的激光出自同一谐振腔,因而自然同轴,其拍频约为790 MHz,拍波长约380 mm。此系统以节点为对准标志,最临近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统干涉仪测量,干涉仪分辨率为0.08。无需长导轨或任何重型机械构件,测量范围0~20 m。采用自适应滤波和小波分析,消除噪声、锐化波形,使测量的不确定度30 μm/10 m。     

激光稳频技术概述

激光稳频技术是激光物理学、光谱学和电子学高度结合的产物,是随着激光应用的发展而发展的。目前,气体激光频率稳定性问题,由于它在干涉测量、光谱学、地球物理和计量学领域中的应用,得到了很大的发展。本文概述了影响激光频率的内部和外部因素,并介绍了几种国际国内比较先进的激光稳频技术。     

一种基于单神经元的模糊自整定PID控制器

为解决普通的PID控制器设计对系统模型有一定依赖性问题,本文将单神经元网络和模糊逻辑相结合,提出了一种基于单神经元的模糊自整定PID控制器。单神经元控制部分本身还是一个PID控制器,但由于权值可以在线调整,具有较强的自学习和自适应能力,而通过模糊控制器对输出整定,可加速控制过程。将该控制器应用于船舶运动控制仿真中,仿真结果表明,单神经元模糊自整定PID控制器能使船舶更快地达到设定航向,且航向曲线和打舵更加平稳,可明显改善对大纯滞后、大惯性系统的控制效果,在工业控制中有广泛的应用前景。     

改进的加热过程模糊自调整PID算法及仿真分析

为解决工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变的非线性受控对象难于控制的问题,提出一种改进的控制算法。该算法采用1个单输入3输出的模糊控制器结构代替3个单输入单输出模糊控制器结构,通过Mam—dani模糊推理运算自调整PID（Proportional Integral Derivative）参数,并结合Smith预估补偿控制作用,优化系统动态响应指标,改善了控制器性能。将其应用于注塑机加热过程的温度控制中,并与常规PID控制器和Smith预估PID控制器比较。仿真结果表明,该控制器各项性能均好于其他两种控制器,调节时间为420s,超调量和稳态误差均为0,具有抗干扰性强和鲁棒性好等优点,为进一步改善注塑机加热过程的实际控制性能提供了理论依据。     

基于DSP他励直流电机模糊PID控制器仿真研究

针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性,常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题,提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法,以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量,采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。以DSP开发系统作为仿真平台,将他励直流电机传递函数转换为差分方程,构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。利用DSP高速运算能力进行在线仿真,观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。CCS2.0和MATLAB仿真实验表明：模糊PID控制器基本实现输出无超调,系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。模糊PID控制器应用于他励直流电机调速系统中,控制性能明显高于基于常规PID的调速系统。     

Tuning of fuzzy PID controller for Smith predictor

An analytical tuning method was proposed for fuzzy PID controller used in Smith predictor in order to extend its application and improve its robustness. The fuzzy PID controller was expressed as a sliding mode control. Based on Lyapunov theory, Smith predictor was analyzed in time domain. The parameters of the fuzzy PID controller can be obtained using traditional linear control theory and sliding mode control theory. The simulation experiments were implemented. The simulation results show that the control performance, robustness and stability of the fuzzy PID controller are better than those of the PID controller in Smith predictor.     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

氧化沟系统中溶解氧智能控制系统的研究

氧化沟系统的溶解氧控制具有多变量、大时滞的特点,采用PID或者简单模糊方式难以进行简捷和有效的控制.本文采用模糊推理策略来控制氧化沟系统的溶解氧浓度,设计了溶解氧的模糊控制器,并将该控制器进行了仿真实验.仿真结果表明,基于模糊推理的控制器具有很好的快速响应能力,超调量比较小,为污水处理系统自动控制提供了一种新方法.     

混沌粒子群优化的模糊神经PID控制器设计

针对常规PID控制的线性局限性及传统模糊控制和模糊PID控制中积分误差规则难以获取,系统存在稳态误差的问题,提出一类以模糊神经网络和PID神经网络组成的模糊神经PID控制器．以整个神经网络的权值为优化参数,利用基于混沌策略的粒子群全局优化算法离线优化和误差反传算法在线调整相结合的方法获得控制器参数,并设计了混沌优化与粒子群结合的两步方案．仿真结果表明:与传统PID、模糊、模糊PID控制相比,系统的瞬态和稳态性能有了明显提高,且保持了一定的鲁棒性及高跟踪精度．该方法有效地拓展了PID控制的使用范围,并为智能方法与PID控制的结合提供了一种新的参考方案．     

模糊PID控制在风表自动检测系统中的应用

针对风表自动检测系统风速控制中,传统PID算法存在超调量大、稳定性差、调节时间过长等问题,导致风速很难精确控制的难题,提出了将模糊PID控制应用于变频控制的方案．仿真实验结果表明,基于模糊PID控制有效改善了系统的动态性能,降低了超调量,减小了调节时间,提高了鲁棒稳定性．     

Intelligent PID controller based on ant system algorithm and fuzzy inference and its application to bionic artificial leg

A designing method of intelligent proportional-integral-derivative(PID) controllers was proposed based on the ant system algorithm and fuzzy inference. This kind of controller is called Fuzzy-ant system PID controller. It consists of an off-line part and an on-line part. In the off-line part, for a given control system with a PID controller,by taking the overshoot, setting time and steady-state error of the system unit step response as the performance indexes and by using the ant system algorithm, a group of optimal PID parameters Kρ, Ti^* and Td^* can be obtained,which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kρ, Ti^* and Td^* and according to the current system error e and its time derivative, a specific program is written, which is used to optimize and adjust the PID parameters on-line through a fuzzy inference mechanism to ensure that the system response has optimal transient and steady-state performance. This kind of intelligent PID controller can be used to control the motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. The result of computer simulation experiment shows that the controller has less overshoot and shorter setting time.     

基于改进的粒子群PID控制在变风量系统中的应用

目的研究变风量空调系统温度-风量PID控制器的整定方法,利用粒子群算法的特点设计一种较为高效、稳定的自适应控制器.方法以常规PID控制方法的整定结果作为参考,选择PID参数的取值区间,选取种群数量、维数、最大寻优速度、收缩因子等粒子群内部参量,根据粒子群的演化规则自动完成最优控制.结果采用引入收缩因子的粒子群PID自适应控制器时,系统的调节时间约为常规控制方法的50%,超调量减少了约75%.且动态过程快速而平稳;而当系统突加阶跃扰动时,粒子群PID自适应控制器的调节时间及超调量均约为常规控制方法的50%,系统控制品质得到了较大的改善.结论仿真结果表明,采用上述自适应控制器后,空调房间的温度调节过程加快,室内外干扰因素对房间温度的影响明显降低,整个系统体现了良好的动态性能及较强的鲁棒性.