空间太阳望远镜成像镜调焦机构模型设计与控制

根据空间太阳望远镜光学系统的要求,设计成像镜的调焦机构,由步进电机驱动丝杠带动内筒进行直线运动,从直线精度和定位精度两方面进行控制设计.同时设计了调焦机构的控制系统,包括操作系统、指令转换系统和驱动系统.由操作系统的PC电脑根据工作要求发出操作指令,经过指令转换系统,最后由驱动系统的步进电机完成指令的执行,同时经串口通信程序进行误差修正,从而保证了调焦机构的精确定位.     

空间太阳望远镜成像镜调焦机构模型设计与控制

根据空间太阳望远镜光学系统的要求,设计成像镜的调焦机构,由步进电机驱动丝杠带动内筒进行直线运动,从直线精度和定位精度两方面进行控制设计。同时设计了调焦机构的控制系统,包括操作系统、指令转换系统和驱动系统。由操作系统的PC电脑根据工作要求发出操作指令,经过指令转换系统,最后由驱动系统的步进电机完成指令的执行,同时经串口通信程序进行误差修正,从而保证了调焦机构的精确定位。     

广角天文望远镜的自动调焦

介绍了一种基于步进电机(无位置检测传感器)和像质反馈的广角天文望远镜自动调焦系统,该系统由步进电机位置开环控制系统和图像清晰度评价系统组成。基于天文图像的特点,提出利用天体点源星像的半高全宽(FWHM)作为图像清晰度的评价参数;为了提高系统精度,对定位控制系统进行了误差分析;测定了调焦当量、光学焦深、系统回差、步进脉冲当量等系统关键机构参数,进而高精度地修正了系统定位误差;分析和测定了温度变化和像质变化的相关性,明确了调焦方向和温度变化之间的定性关系;设计了焦深边缘定位策略,实现了快速调焦。该系统具有"容错"和"自学习"功能,具有较高的自动化和智能化程度。将系统设计应用于SVOM天文卫星地基广角相机阵[1-2](GWAC),实际测试和天文观测表明,调焦系统的定位精度为±3.0μm,调焦精度为0.05pixel,且一次调焦过程即可获得最佳像质,调焦效率较高,系统运行也很稳定,基本满足天文观测的需求。     

空间太阳望远镜调焦机构的设计与分析

根据某型号空间太阳望远镜的光学系统特性与整机的结构方式,为了达到节约安装空间、保证成像质量的目的,设计了一种焦平面式调焦机构。该调焦机构由蜗轮蜗杆和凸轮滑槽作为传动件,将步进电机的圆周运动转化为焦平面法线方向的直线运动。调焦范围为1.5 mm,外形尺寸为167 mm×64 mm×94 mm,质量为2 kg,在底座背板和凸轮滑槽之间设有两个相邻的自润滑氮化硅压圈,可增加预紧力而不影响凸轮滑槽的转动,一定程度上提高了定位精度,减少了空回误差。详细介绍了调焦机构的设计方案、分辨率和自锁能力,对误差来源和理论定位精度以及有限元模型仿真进行了分析。最后对调焦机构进行了定位精度试验和振动试验,结果表明定位精度优于±4.5μm,一阶模态为349 Hz,与有限元仿真结果基本一致,具有良好的动态刚度,可以有效地避免共振现象的发生。振动试验前后对调焦机构的编码器码值进行记录,经对比可知其自锁性良好。该调焦机构具有体积小,刚度大,精度高的特点,可以很好的满足空间太阳望远镜的工作条件。     

凹球面激光直写系统电控误差分析

高精度激光直写技术是光、机、电综合运用的前沿技术,广泛应用于精密仪器、设备等高新技术领域.而减小电控误差是凹球面激光直写技术的难点.介绍了凹球面自动调焦激光直写系统原理,分析了步进电机驱动的凹球面激光直写系统的电控误差,步进电机的步距误差,动态误差以及传动间隙空走误差等.同时给出了理论公式,并结合实例进行了精度对比分析;针对各个误差源,提出了提高步距角精度、避开共振频率、补偿空走误差等减小误差的方法.最后给出了激光直写纬线程序流程图.     

基于MSP430F149的高精度位置控制系统

采用单片MSP430F149作为控制芯片,构建了步进电机细分控制系统.在Matlab中构建了步进电机的模型,确定了存入单片机的步进电机细分电流值,对细分子程序的软件进行了设计.     

基于单片机控制的步进电机设计

与其他类型的电机相比,步进电机具有更加明显的优势,步进电机中的定角转动控制利用电脉冲信号控制相绕组电流,因此实现了更精确的开环控制,同时还能够实现无积累误差,这使步进电机成为了目前常用的一种机电元件,而使用单片机控制的步进电机系统控制性能更加优良。现以步进电机的基本概念为切入点,在分析步进电机控制系统的基础上进行步进电机的单片机控制的设计,旨在为教学及实践提供切实可行的理论参考。     

光学显微镜的数字化设计与开发

本文研究了光学显微镜数字化技术,提出显微数字化改造方案,对各部分进行了的详细设计,采用步进电机来实现自动栽物台的控制和物镜切换,设计了相应的软硬件接口,设计了图像获取装置,通过加装步进电机来实现自动调焦.     

基于TMS320F28335的步进电机控制系统研究

分析步进电机的工作原理,针对其控制系统的特点,合理设计步进电机的控制方法。通过对数字信号处理器的比较分析,选择TMS320F28335作为核心处理芯片。针对步进电机控制系统,进行系统主程序的设计,对步进电机驱动模块、增强型脉宽调制模块、增强正交编码脉冲模块进行分析。     

基于Proteus的步进电机加减速控制辅助设计方法

研究利用Proteus中的各种微控制器仿真模块实现步进电机加减速控制算法仿真,并且可以在Proteus中完成步进电机控制系统的硬件电路设计,同时再结合软件程序设计进行仿真,最后通过Proteus 中的虚拟仪器记录分析仿真数据,从而实现了为设计步进电机加减速控制系统提供了一条快速、高效且低成本的设计途径.举例采用单片机AT89C52作为微控制器,通过高级仿真图表导出仿真数据,并利用Maflab 处理这些数据得到了预想的加减速曲线,证明方法在步进电机的加减速控制系统设计中可行性.     

步进电机在控制发动机油泵调节器油门开度中的研究与应用

本文研究和分析了步进电机控制某航空发动机油泵调节器油门开度的机理,提出了一种步进电机应用于控制油门开度大小的控制方案,设计了步进电机控制油泵调节器油门开度的机械传动装置,实现了对步进电机的计算机控制。通过对该控制系统的试验,表明：本文设计的控制系统不仅结构简单,能有效地实现对某航空发动机油泵调节器油门开度的控制,而且控制的精度较高。     

基于ARM的直线式时栅传感器自动闭环控制系统设计

设计的自动闭环控制系统,是为了完成直线式时栅传感器数据的快速采样,提高测试效率。基于PHILIPS公司的ARM处理器LPC2214作为主控芯片,设计了控制电路,控制步进电动机驱动滚珠丝杠,带动直线式时栅传感器的动测头与直线光栅的扫描头同步运动,同时接收直线式时栅传感器的反馈信号,并与上位机之间进行串口通信。实践证明:系统响应速度快,控制精度能达到0.1μm。     

一种空间相机直线调焦机构的设计与分析

空间相机在使用时由于空间环境中重力、温度及压力等因素的变化,引起各光学镜面位置的相对变化,进而导致像平面与焦平面的不重合。为了保证成像质量,必须采用调焦机构补偿离焦量,从而改善成像质量。本文分析了空间相机的三种调焦方式及调焦机构设计的基本原则,并针对某空间相机的要求设计了一种直线调焦机构,利用滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动,并结合直线导轨约束运动形式,采用绝对式编码器检测位移,采取开环控制和闭环控制两种方式检验了该机构的精度,通过对试验数据统计分析及残差分析可以看出,直线调焦机构的开环调焦精度为0.0025mm,闭环调焦的精度可达到0.0015mm,讨论了误差产生的原因,满足0.01mm使用要求,同时该直线调焦机构具有精度高、灵敏度高、模块化程度高、传动方案简单、易于装调等优点。     

基于闭环控制的自动转位系统设计

针对某型设备自动转位系统控制及测角精度需要,采用步进电机驱动、机械机构及光栅测角细分的方法,设计了一种基于步进电机闭环控制的自动转位系统。该系统通过步进电机驱动细分和转台机械细分达到了0.5″的转位分辨率,利用光栅测角的正切法细分达到了1″的测角。实验表明：该系统控制精度达到6″,满足了系统设计精度为5″左右的要求。     

基于PLC的绕线机自动控制系统

介绍了绕线机自动控制系统的设计过程。设计中采用可编程序控制器实现了线圈圈数检测和脉冲输出频率控制,文本显示器用于参数显示,变频器作为主轴电机控制器,用步进驱动器和步进电机进行线圈线径选择控制,实现了绕线机绕线过程的自动化,提高了生产效率。     

基于单片机控制步进电机的方法研究

在自制三偏心蝶阀等离子自功堆焊设备中．利用步进电机对三偏心蝶阀的焊接轨迹跟踪，设计了以80C196KC单片机为核心的控制系统，从软件和硬件两个方面，详述了使用单片机控制步进电机的方法。用VC＋＋编写了数据采集程序．通过MATLAB软件来模拟步进电机的控制算法。根据系统的实时性，设计了步边电机的升降速曲线。整个软件采用结构化设计，查表的编程方法，提高了跟踪系统的稳定性和可靠性。     

一种宏微双重驱动精密定位机构的建模与控制

提出一种宏微双重驱动精密定位机构,采用高性能直线电机直接驱动宏动平台,实现系统大行程微米级精度定位;安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动微动平台,实现纳米级的分辨率和定位精度,以高频响动态补偿系统的定位误差;采用精密光栅尺反馈微动平台输出端的位置信号,实现定位机构的全闭环反馈控制。在分别建立宏动、微动、宏微机构模型的基础上,提出复合型宏动控制和模糊自校正PID微动控制的宏微控制策略。实验研究表明:系统的动态和稳态性能良好,该定位机构的最大工作行程100 mm,稳定时间小于40 ms,重复定位精度10 nm。     

转键离合技术在步进输送驱动系统中的应用

主要针对以电动机作为动力源的工件步进输送驱动系统,重点研究采用曲柄压力机中的转键离合技术实现工件步进输送驱动系统中驱动动力源与从动部分之间动力的可靠分离与接合,阐述其运行可靠性与实用性,分析影响步进精度的误差因素,以解决多工位重载荷长距离输送的生产场合下工件步进输送问题,从而更好地满足连续自动化生产对工件步进输送的实际需求。     

散斑干涉条纹测量系统设计

为了测量散斑干涉条纹,从而计算出被测物体的微位移,提出了一种基于AT89S52芯片的解决方案。运用单片机驱动步进电机,精准控制光敏传感器的移动,利用传感器判定暗条纹中心,结合软件进行实时处理,获得再现干涉条纹间距。实验结果表明,该设计方案对散斑位移的测量精度可达0.001mm。     

Development of compact auto focus actuator for camera phone by applying new electromagnetic configuration

In this paper, auto focus actuator, which is used to move a lens module in the mobile phone having a camera module, is developed. Camera module containing auto focus actuator requires to minimize total size because of characteristics of the application area such as mobile phone, digital camera, and personal digital assistant. There are stepping motor, voice coil motor, and piezoelectric motor as auto focus actuator. In this paper, voice coil motor having new electromagnetic configuration is proposed. And actuator using proposed voice coil motor is developed by optimal design method using magnetic circuit analysis. The sectional area of the developed actuator is reduced to 32.4% compared with actuator using general electromagnetic configuration. From the performance test, the developed actuator has moving stroke of 0.64 mm for 2.1 volt, hysteresis of 40 μm, full stroke current of 54 mA, and unit step motion of 3 μm.