干涉仪电机匀速运动系统和方法与流程

本发明属于干涉电机控制。

背景技术：

1、在干涉仪测量干涉光谱时，入射光束经过分束片分成两束强度相等的光，动镜在电机的带动下做往返运动，两束光因此产生物理效应形成干涉信号。数据采集系统对这一干涉信号作等间隔采样，得到离散化的干涉图。而电机带动的动镜运动是否匀速对于干涉图的采样至关重要。传统的电机驱动电路，信号源控制器控制信号源产生控制信号，通过驱动器控制电机运动。此类方案的缺点是开环控制下，电机的控制效果不受控。由于电机作往复运动时，从中心位置到最大摆幅的过程中受力不均匀，加上机械结构的阻力，电机无法匀速运动。

2、电机匀速闭环控制方案中，将旋转式电机以及弹簧绕轴组成的机构作为被控对象，针对旋转式电机工作原理构建被控对象传递函数模型；设计内环为电流环的pi控制器和外环为速度环的pid控制器；根据运动性能指标建立双闭环控制系统；引入新的速度反馈消除无阻尼振荡环节；优化非稳态匀速线性控制系统参数，建立非稳态匀速线性控制系统；通过所述非稳态匀速线性控制系统，控制红外光谱仪动镜运动。此方案缺点是：控制系统中涉及到的参数众多，计算繁杂，调试困难，具有局限性。控制系统中对电流、速度的采集为数字采样，具有离散性，且程序计算需要时间，控制信号比实际电机运动滞后，导致电机匀速运动控制效果不好。

3、现有技术是以旋转式电机及弹簧扰轴组成的机构作为被控对象，建立传递函数模型，模型表达式中涉及电机电压、线圈电阻、电感、转动惯量，弹簧系数，动圈导体磁密、有效长度、受力点等大量参数，函数模型建立过程比较复杂。如果被控对象结构稍有变动，各个参数都要重新计算，加大了模型的建立复杂程度。且如果更换电机种类，此数学模型就不再适用，具有很大的局限性。

4、另外，现有技术中的电流-速度双闭环系统为数字离散系统，电流的采集依赖于采集系统的采样频率和采样精度，电机的控制效果依赖于系统的控制频率；为控制电机在掉头转向时的惯性超调，现有发明在系统内加入了电机位置信息的判断，引入了位置判断误差。这些离散因素会降低电机的控制精度，导致谱图采样不均匀，影响光谱精度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种干涉仪电机匀速运动系统，包括：加法器、驱动器、干涉仪、全波整流电路、压频转换电路、第一放大器、电容、第二放大器、电阻、第三放大器；所述干涉仪包括干涉仪电机、激光探测器；所述加法器与驱动器一端信号连接；所述驱动器另一端连接到干涉仪电机正极；所述全波整流电路分别与压频转换电路和激光探测器信号相连；所述压频转换电路分别与第一放大器和全波整流电路信号相连；所述第一放大器一端与压频转换电路信号连接，另一端与电容和电阻相连；所述电容和电阻并联；所述电容一端与第一放大器相连，另一端与第二放大器相连；所述电阻一端与第一放大器相连，另一端与第三放大器相连；所述第二放大器和第三放大器的另一端并联到加法器的另一端。

2、在本发明的具体实施例中，所述干涉仪是指迈克尔逊干涉仪。

3、本发明还提供过了一种干涉仪电机匀速运动方法，包括如下步骤：电机开始运动后，干涉仪内产生频率变化的激光干涉光信号，经过激光探测器采集，将光信号转换为电信号；激光干涉的电信号经过全波整流电路，负半周信号变为正半周信号，与原来的正半周信号组成脉动的直流信号；全波整流电路的直流信号经过压频转换电路，脉动直流信号频率转换为波动的电压值，作为反馈变量；反馈变量经过第一放大器放大后，分为并联的交流和直流分量，分别经过运放处理，调整大小，输入到加法器与控制信号源相加；经过调整的控制信号源经过驱动器作用在电机上；以上步骤循环进行。

4、本发明以硬件模拟电路作为电机控制系统，反馈信号通过硬件电路直接作用于输入端，使控制具有连续性，消除数字采样的离散误差，电机控制更精准、连续、稳定。且通过调整控制信号参数来控制电机的各项参数，控制变的更简单便捷，影响电机运动的因素减少。本发明还适用于不同类型的电机。

技术特征：

1.干涉仪电机匀速运动系统，其特征在于，包括：加法器、驱动器、干涉仪、全波整流电路、压频转换电路、第一放大器、电容、第二放大器、电阻、第三放大器；

2.依据权利要求1所述干涉仪电机匀速运动系统，其特征在于，

3.干涉仪电机匀速运动方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明属于干涉电机控制技术领域。本发明提供了一种干涉仪电机匀速运动系统，包括：加法器、驱动器、干涉仪、全波整流电路、压频转换电路、第一放大器、电容、第二放大器、电阻、第三放大器；所述干涉仪包括干涉仪电机、激光探测器。本发明以硬件模拟电路作为电机控制系统，反馈信号通过硬件电路直接作用于输入端，使控制具有连续性，消除数字采样的离散误差，电机控制更精准、连续、稳定。且通过调整控制信号参数来控制电机的各项参数，控制变的更简单便捷，影响电机运动的因素减少。本发明还适用于不同类型的电机。

技术研发人员：梁学军,王巍,赵康,敖小强
受保护的技术使用者：北京雪迪龙科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19