DPIV and Interferometry Technique for Velocity Field and Concentration Fields Measurement in Crystal Growth

The property of crystal depends seriously on the solution concentration distribution near the growth surface of a crystal. However, the concentration distributions are affected by the diffusion and convection of the solution. In the present experiment, the two methods of optical measurement are used to obtained velocity field and concentration field of NaClO₃ solution. The convection patterns in sodium chlorate (NaClO₃) crystal growth are measured by Digital Particle image Velocimetry (DPIV) technology. The 2-dimentional velocity distributions in the solution of NaClO3 are obtained from experiments. And concentration field are obtained by a Mach-Zehnder interferometer with a phase shift servo system. Interference patterns were recorded directly by a computer via a CCD camera. The evolution of velocity field and concentration field from dissolution to crystallization are visualized clearly. The structures of velocity fields were compared with that of concentration field.

Phase-shifting apodizer for next-generation digital versatile disk

The next generation digital versatile disk (DVD) using blue lasers will have a capacity of 13 to 15 Gbytes. Compared with current DVD, the wavelength will be shorter and the numerical aperture (NA) will be higher. But with the increase of NA and decrease of wave length, the depth of focus (DOF) decrease rapidly, which makes it hard for the servo-system to track. We propose an optimized three-portion phase-shifting apodizer to increase the depth of focus and at the same time minimize the spot size, which makes the DOF of next generation DVD comparable to current DVD. The simulation result shows that an optical system with this apodizer also has a good defocus characteristic. (C) 2001 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

基于神经网络的机器人视觉伺服控制

视觉伺服可以应用于机器人初始定位自动导引、自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等控制系统中。传统的视觉伺服系统在运行时包括工作空间定位和动力学逆运算两个过程,需要实时计算视觉雅可比矩阵和机器人逆雅可比矩阵,计算量大,系统结构复杂。本文分析了基于图像的机器人视觉伺服的基本原理,使用BP神经网络来确定达到指定位姿所需要的关节角度,将视觉信息直接融入伺服过程,在保证伺服精度的情况下大大简化了控制算法。文中针对Puma560工业机器人的模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性。

基于网络直角坐标机器人视觉伺服系统研究

为了实现定位抓取任务,提出基于网络的直角坐标机器人视觉控制系统。针对机器人运动控制的非线性与强耦合特性,采用神经网络控制器,构建了图像偏差与运动控制量之间的对应关系。通过对图像增强、边缘提取、特征提取等图像处理方法的综合分析,提出了一套优化组合图像处理法。在计算机网络环境下,采用自定义协议实现图像处理器与运动控制器协调控制,并将远程监控应用到机器人控制中。实验结果表明,该系统能够在视野范围内自动实现定位抓取动作。

基于模型扰动抑制的直线伺服系统设计

针对高精度、微进给永磁直线交流同步电机 (PMLSM )驱动系统 ,采用基于模型的扰动抑制 (MBDA)方法 ,对诸如摩擦力、切削力、负载变动之类的扰动进行抑制。MBDA是利用一个与系统并行的标称模型 ,通过输出反馈 ,将系统输出与标称模型输出进行比较 ,得出误差信号 ,并通过设计一个补偿器将误差信号反馈给被控对象的输入端 ,从而实现扰动抑制。同时 ,针对速度环设计了积分 -比例 (IP)控制器 ,以满足系统快速跟踪指令的要求 ,并且其具有较强的抗扰动能力。仿真结果表明 ,该控制方法响应速度快 ,抗干扰能力强

自适应神经元实现的直线永磁同步电机伺服系统的预见前馈补偿

介绍了高精度微进给直线永磁同步电机伺服系统的 IP位置控制 ,提出了对该系统的最优预见前馈补偿 ,以提高系统的跟踪性能。为了能适应系统参数的变化 ,采用自适应神经元来实现预见前馈补偿。自适应神经元的输入向量为预见步数 ,权值为预见前馈系数 ,权值具有明确的物理意义 ,而且权的初始值不是随机数 ,而是系统在额定情况下算出的预见前馈系数 ,从而加快了神经元的调整速度 ,提高了系统的跟踪能力。仿真实验结果证明了所提出方案的有效性

PCM控制的新型气液位置伺服系统的研究

本文提出了一种新型气液缸和气液位置伺服系统。该系统采用气液连动控制，充分发挥液压与气动各自的优点，大大提高了位置控制精度，同时克服单纯气动的特点。在气液回路上，利用两位三通阀、“ＰＣＭ”阀组及油开关阈实现分区控制和准确定位，解决了快速性和定位精度之间的矛盾，通过分析和实验研究表明，此方案是可行的。

前馈在快速高精度数字随动系统中的应用

本文给出了一种具有前馈等值的二阶无静差数字随动系统的设计方法。按照这种设计方法,只要在计算的基础上适当地调整前馈系数和开环增益,即可得到满意的系统性能指标。

多轴伺服控制器在自动化装备中的应用

在对自动化装备技术改造的过程中,需要用“电子齿轮多轴交流伺服系统”来取代使用效果欠佳的机械齿轮系统.介绍了交流伺服传动技术在某大型卷接机组中应用的总体设计方案,详细论述了该系统的工作原理,阐述了工控机、DSP、PLC及多轴伺服控制器在该装备中的综合运用.并以安川多轴伺服控制器为例,详细介绍了该装备中引入多轴伺服控制器的硬件、软件设计.实际应用表明,该设计是成功的,各项性能指标均优于原来的机械装置,能够有效降低噪音,减少能耗.