الكتاب ليس لديهم الاعترافات.

1. الحصول على بيانات الربح لمرآة الجلفانومتر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح المرآة الجلفانومتر بحيث يتم استقرت عليه لحمايته من التلف بينما تتأرجح. ليس فقط مرآة الجلفانومتر، ولكن أيضا على جثة المرآة الجلفانومتر، تتحرك إذا ليست ثابتة في مكانها باستخدام رقصة معدنية مصنوعة خصيصا مع وجود ثقب دائري لمرآة الجلفانومتر. إصلاح رقصة على حاملة الضوئية والبصرية مقاعد البدلاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيل الكابلات BNC من AD / DA المجلس من خلال محطة كتلة للمدخلات وموقف مآخذ في مضاعفات سائق المرآة الجلفانومتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برنامج موجة جيبية وظيفة مولد واجهة مستخدم رسومية (GUI) باستخدام SDK من AD / DA المجلس مع C ++، التي هي قادرة على تعيين التعسفي تردد، والسعة، والمدة، كما هو مبين في الشكل (3). ملاحظة: هذا المولد وظيفة مخصصة يساهم في خفض التكلفة الزمنية للمحاكمات مستمرة في الخطوة 1.5، حيث يتم إجراء المحاكمة عدة مرات. </li<html> &gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط تردد أن تختلف من 100 هرتز إلى 500 هرتز في 100 هرتز فترات، وتعيين السعة تختلف من 10 فولت الى 500 فولت في 10 بالسيارات فترات في واجهة المستخدم الرسومية. وعموما، توجد 250 مجموعات. لاختبار 250 مجموعات، حلقة مزدوجة فعالة لتنفيذها. الحلقة الأولى هي للترددات من 100 هرتز إلى 500 هرتز، الذي ينفذ 50 مرة. الحلقة الثانية هي لسعة من 10 بالسيارات إلى 500 فولت، الذي ينفذ لمدة 50 مرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة إشارة مسار موجة جيبية في AD / DA المجلس لعينات 2000 كما المدة في واجهة المستخدم الرسومية. تسجيل في وقت واحد إشارة موقف المرآة الجلفانومتر لقراءة قيمة التماثلية للAD / DA المجلس. في C ++ الترميز باستخدام مكتبة AD / DA المجلس، استخدام نفس موضوع للكتابة والقراءة في البرمجة. حساب زاوية الحالية θ الجلفانومتر مرآة (كتابة المعلومات) من خلال هذه المعادلة <img alt="المعادلة 2" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq2.jpg" /> حيث t هو الوقت،وفاق / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg &quot;/&gt; هو السعة، ƒ هو تردد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفظ البيانات إشارة منصب ملف .csv وتشمل قيمة التردد والسعة في اسم الملف الخاص به. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 1،4-1،6 عن 250 التكرارات. </li></ol> 2. حساب إلى الحصول معاملات ما قبل التركيز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق عامل تصفية وسيطة لملفات CSV (إشارات مسجل) لتجنب آثار الضوضاء. حجم المكاني للمرشح متوسطي هو 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل البرنامج النصي لحساب قيمة الذروة إلى الذروة (المقابلة مع اتساع ضرب 2)، وذلك باستخدام MATLAB لكل من ملفات CSV، كما هو مبين في الشكل (4) (يمثل الرسم البياني للبيانات الصادرة عن مسار موجة جيبية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم البيانات الذروة إلى الذروة على الرسم البياني لتحديد الخطي في كل تردد، والحد من المنطقة استخدام السعة الإدخال عندما المؤامرات هي غير الخطية، كما هو مبين في الشكل (5). ملاحظة: الجزء غير الخطية من الرسم البياني يمثل تشبعسيطرة PID. وبالتالي، فإنه من المستحسن أن تجنب استخدامها لتأمين الحد من مواصفات نطاق السيطرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيذ الانحدار الخطي للبيانات الذروة إلى الذروة في جدول بيانات للحصول على معاملات الاستيفاء خطية من كل تردد. في هذه العملية، ويتم الحصول على خمس مجموعات من المنحدرات وقراءتها. أنها تتوافق مع ترددات من 100 هرتز إلى 500 هرتز في كل 100 هرتز. يتم عرض تقريبي للخط مستقيم من 300 هرتز في الشكل 5 (A)، وترد معاملات الاستيفاء خطية من كل تردد في الجدول 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الدرجة الثانية منحنى الانحدار الخطي المتعدد، وتنفيذ الاستيفاء الدرجة الرابعة للحصول على معاملات الاستيفاء من الدرجة الرابعة (معاملات ما قبل التركيز) في جدول البيانات للمعاملات الاستيفاء خطية من كل تردد. وتظهر معاملات ما قبل التركيز في الجدول 2. ملاحظة: في هذا البحث، معاملات الاستيفاء الخطي تختلف في شكل المربعةمنحنى ج. ومع ذلك، أنواع أخرى من الوظائف، مثل المعادلات من الدرجة الثانية ومكعب، يتم تطبيق إذا كان الخطأ هو الحد الأدنى. </li></ol> 3. اون لاين الإشارة التضخيم استنادا إلى تقنيات ما قبل التركيز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيذ البرامج التي تحسب مساهمة قيمة السعة تحديثها <img alt="المعادلة 5" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq5.jpg" /> من قيمة مثالية السعة المدخلات <img alt="المعادلة 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> وتردد ƒ باستخدام معاملات ما قبل التركيز. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفظ معاملات ما قبل التركيز القيم كما ثابتة في برنامج C ++. عند تحديث الجهاز، يتم أيضا تحديث هذه القيم ثابتة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برمجة وظيفة <img alt="المعادلة 7" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq7.jpg" /> في برنامج C ++ والحصول على معاملات الاستيفاء الخطي. استبدالها لط، ب ط، ج ط، د ط،وه ط من المعادلة، والجدول 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برمجة وظيفة <img alt="معادلة 13" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq13.jpg" /> في C ++ البرنامج والحصول على مدخلات قيمة السعة تحديثها <img alt="المعادلة 5" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq5.jpg" /> أن تكون بديلا عن <img alt="المعادلة 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> ومعاملات الخطية التي تم الحصول عليها في الخطوة 3.1.2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 1،4-1،6 في أوقات عشوائية مع <img alt="المعادلة 5" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq5.jpg" /> باستخدام تقنية ما قبل التركيز في GUI.NOTE: لتجنب تشبع المنطقة من سيطرة PID، تعيين 400 فولت لمدة تصل إلى 200 هرتز، 200 فولت لمدة تصل إلى 300 هرتز، 100 فولت لمدة تصل إلى 400 هرتز، و 50 بالسيارات لمدة تصل إلى 500 هرتز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوة 2.2 و مؤامرة البيانات الذروة إلى الذروة مثل رسم بياني لعرض التحسن في الأرباح. </li></ol> 4. تجربة على تعوض الحركة الضبابيةnsation <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الحزام الناقل التي يمكن ان تتحرك في 30 كم / ساعة باستخدام حزام التي يمكن التمسك لزجة القوام. ويتكون الحزام الناقل حسب الطلب مع المحركات التحكم في سرعة، وهو حزام من المطاط والحديد، وهلم جرا. ويمكن الاستعاضة عنها مع الجاهزة الحزام الناقل التي يمكن التحكم في السرعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> طباعة نمط غرامة الملمس على الشريط للطباعة ولصق وضعها على الحزام الناقل. ملاحظة: يتم عرض نسيج لصق في الشكل (6). مبرمجة المشارب باستخدام مكتبة &quot;ofxPDF&quot; في openFrameworks، والصورة الفوتوغرافية هي من شركة الاسهم الصورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد أجهزة بصرية مثل كاميرا، عدسة، والإضاءة، كما هو مبين في الشكل 2. وضع مرآة الجلفانومتر أمام العدسة التي يتم توصيلها إلى الكاميرا، ووضع إضاءة لإلقاء الضوء على الحزام الناقل. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط التردد الكاميرا إلى 333 هرتز، ووقت التعرض إلى 1 مللي، وعدد من بكسل إلى 848 * 960 (العرض * الارتفاع). </li><html></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزامن توقيت التناوب المرآة الجلفانومتر ووقت التعرض للكاميرا. في البرنامج، عندما زاوية المرآة الجلفانومتر وصول الموقف من أين تبدأ التعرض، يرسل برنامج مشغل البرامج في الكاميرا. ويتضح توقيت الزناد البرمجيات في الشكل 7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدخال سرعة الخامس ر الحزام الناقل (30 كم / ساعة) والمسافة من الكاميرا إلى L الحزام الناقل (3.0 م) لحساب المطلوب الزاوي سرعة ω ص المرآة الجلفانومتر في واجهة المستخدم الرسومية كما في الشكل 8. يتم احتساب ω ص على النحو التالي: <img alt="معادلة 18" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq18.jpg" /></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدخال ƒ تردد (330.0 هرتز) في واجهة المستخدم الرسومية كما في الشكل 8 لحساب السعة المدخلات الأصلية <img alt="المعادلة 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> . حسابالمعادلة 3 &quot;SRC =&quot; / ملفات / ftp_upload / 55431 / 55431eq3.jpg &quot;/&gt; كما يلي: <img alt="معادلة 19" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq19.jpg" /></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نسخ و لصق <img alt="المعادلة 3" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq3.jpg" /> في شفرة المصدر، وتدوير الجلفانومتر مع θ القيمة تحكم أكد قبل لمضاعفات سائق الجلفانومتر على النحو التالي: <img alt="معادلة 20" src="/files/ftp_upload/55431/55431eq20.jpg" /> حيث t هو الوقت. ويوضح الشكل 7 كيف يتم احتساب θ من A. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل صور عند الحزام الناقل يتحرك في تي الخامس (30 كم / ساعة). ويوضح الشكل (9) وحركة الحزام الناقل: ملاحظة. </li></ol>

<ol>
	<li>Bass, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook Of Optics. 3, (1995).</li><li>Marshall, G. F., Stutz, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of optical and laser scanning. , (2011).</li><li>Aylward, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+galvanometer-based+optical+scanner+design.">Advanced galvanometer-based optical scanner design.</a> Sensor Rev. 23 (3), 216-222 (2003).</li><li>Duma, V., Rolland, J. P., Group, O., Vlaicu, A., Ave, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advancements+on+galvanometer+scanners+for+high-end+applications.">Advancements on galvanometer scanners for high-end applications.</a> Proc SPIE. 8936, 1-12 (2014).</li><li>Duma, V. -. F., Lee, K., Meemon, P., Rolland, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigations+of+the+scanning+functions+of+galvanometer-based+scanners+with+applications+in+OCT.">Experimental investigations of the scanning functions of galvanometer-based scanners with applications in OCT.</a> Appl Opt. 50 (29), 5735-5749 (2011).</li><li>Wang, C., Shumyatsky, P., Zeng, F., Zevallos, M., Alfano, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-controlled+optical+scanning+tile+microscope.">Computer-controlled optical scanning tile microscope.</a> Appl opt. 45 (6), 1148-1152 (2006).</li><li>Jofre, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+beam+steering+with+full+polarization+control+using+a+galvanometric+optical+scanner+and+polarization+controller.">Fast beam steering with full polarization control using a galvanometric optical scanner and polarization controller.</a> Opt Exp. 20 (11), 12247-12260 (2012).</li><li>Liu, X., Cobb, M. J., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+scanning+all-reflective+optical+delay+line+for+real-time+optical+coherence+tomography.">Rapid scanning all-reflective optical delay line for real-time optical coherence tomography.</a> Opt lett. 29 (1), 80-82 (2004).</li><li>Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+beam+scanning+by+rotary+mirrors.+II.+Conic-section+scan+patterns.">Laser beam scanning by rotary mirrors. II. Conic-section scan patterns.</a> Appl opt. 34 (28), 6417-6430 (1995).</li><li>Duma, V. I. L., Tankam, P. A., Huang, J. I., Won, J. U., Rolland, J. A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+galvanometer+scanning+for+optical+coherence+tomography.">Optimization of galvanometer scanning for optical coherence tomography.</a> Appl opt. 54 (17), 5495-5507 (2015).</li><li>Hayakawa, T., Watanabe, T., Ishikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+high-speed+motion+blur+compensation+system+based+on+back-and-forth+motion+control+of+galvanometer+mirror.">Real-time high-speed motion blur compensation system based on back-and-forth motion control of galvanometer mirror.</a> Opt Exp. 23 (25), 31648-31661 (2015).</li><li>Hayakawa, T., Watanabe, T., Senoo, T., Masatoshi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gain-compensated+sinusoidal+scanning+of+a+galvanometer+mirror+in+proportional-integral-+differential+control+using+the+pre-emphasis+technique+for+motion-blur+compensation.">Gain-compensated sinusoidal scanning of a galvanometer mirror in proportional-integral- differential control using the pre-emphasis technique for motion-blur compensation.</a> Appl opt. 55 (21), 5640-5646 (2016).</li><li>Visioli, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Practical PID Control. , (2006).</li><li>Vilanova, R., Visioli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PID Control in the Third Millennium. , (2012).</li><li>Ortega, R., Kelly, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PID+Self-Tuners:+Some+Theoretical+and+Practical+Aspects.">PID Self-Tuners: Some Theoretical and Practical Aspects.</a> IEEE Transa Ind Electron. 31 (4), 332-338 (1984).</li><li>Mnerie, C., Preitl, S., Duma, V. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+model+of+a+galvanometer-based+scanner:+simulations+and+experiments.">Mathematical model of a galvanometer-based scanner: simulations and experiments.</a> Proc SPIE. 8789, 878915 (2013).</li><li>Mnerie, C. A., Preitl, S., Duma, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+Enhancement+of+Galvanometer+Scanners+Using+Extended+Control+Structures.">Performance Enhancement of Galvanometer Scanners Using Extended Control Structures.</a> 8th IEEE International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics. , 127-130 (2014).</li><li>Mnerie, C., Preitl, S., Duma, V. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+architectures+of+galvanometer-based+scanners+for+an+increased+precision+and+a+faster+response.">Control architectures of galvanometer-based scanners for an increased precision and a faster response.</a> Proc of SPIE. 8925, 892500 (2014).</li><li>Farjad-rad, R., Member, S., Yang, C. K., Horowitz, M. A., Lee, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+0.4-+m+CMOS+10-Gb/s+4-PAM+Pre-Emphasis+Serial+Link+Transmitter.">A 0.4- m CMOS 10-Gb/s 4-PAM Pre-Emphasis Serial Link Transmitter.</a> IEEE J Solid-State Circuits. 34 (5), 580-585 (1999).</li><li>Buckwalter, J. F., Meghelli, M., Friedman, D. J., Hajimiri, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+and+amplitude+pre-emphasis+techniques+for+low-power+serial+links.">Phase and amplitude pre-emphasis techniques for low-power serial links.</a> IEEE Journal of Solid-State Circuits. 41 (6), 1391-1398 (2006).</li><li>Le, S., Blow, K., Turitsyn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+pre-emphasis+for+suppression+of+FWM+in+coherent+optical+OFDM+transmission.">Power pre-emphasis for suppression of FWM in coherent optical OFDM transmission.</a> Opt exp. 22 (6), 7238-7248 (2014).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

تقدم هذه المقالة إجراء قادرة على توسيع نطاق التردد موجة جيبية لتحقيق درجة عالية من الدقة مسار تتبع مع التحكم PID. لأن استجابة مرآة الجلفانومتر محدودة بسبب الجمود، فمن الأهمية بمكان أن استخدام مرآة الجلفانومتر عند المسار السيطرة حاد. ومع ذلك، في هذا البحث، نقترح طريقة ...

مختلف المحركات البصرية وطرق المكافحة مناسبة لمختلف التطبيقات البصرية وقد اقترحت وضعت 1 و 2. هذه المحركات الضوئية هي قادرة على السيطرة على مسار بصري. المرايا الجلفانومتر تقدم خصوصا توازن جيد من حيث الدقة والسرعة، والتنقل، وتكلفة 3 و 4 و 5. في الواقع، أدى ميزة تقدمها السرعة والدقة المرايا الجلفانومتر إلى تحقيق مجموعة متنوعة من التطبيقات البصرية، مثل تتبع الهدف والرسم، ومراقبة المسح الضوئي، والحركة الضبابية تعويض 6، 7، 8، 9، 10، 11، 12. ومع ذلك، لدينا في السابق التعويض الحركة الضبابيةعلى النظام، ومرآة الجلفانومتر باستخدام-لا يتجزأ التفاضلية النسبي (PID) وحدة تحكم وفرت مكاسب صغيرة. وبالتالي، كان من الصعب تحقيق ارتفاع وتيرة وسرعة أكبر 11. من ناحية أخرى، ومراقبة PID هي طريقة تستخدم على نطاق واسع، كما أنه يلبي مستوى معين من تتبع دقة 13. وقد اقترحت مجموعة متنوعة من الطرق لتصحيح الزيادة في السيطرة PID. كحل نموذجي، يتم إجراء PID المعلمة السيطرة ضبط يدويا. ومع ذلك، فإنه يستغرق وقتا ومهارة خاصة للمحافظة عليه. وهناك طريقة أكثر تطورا، وظيفة الضبط التلقائي لتحديد معلمات تلقائيا، وقد اقترح ويستخدم على نطاق واسع (14). تم تحسين دقة لتتبع عمليات عالية السرعة باستخدام وظيفة الضبط التلقائي عندما تكون قيمة الربح زيادات P النسبية. ومع ذلك، وهذا أيضا يزيد من وقت التقارب والضوضاء في نطاق السرعات المنخفضة. وبالتالي، فإن تتبع دقة لمر تحسين بالضرورة. على الرغم من أن تحكم ضبط النفس يمكن ضبطها لتحديد معالم مناسبة للسيطرة PID، وضبط يدخل تأخير بسبب الحاجة إلى الحصول على المعلمات المناسبة. وبالتالي، فمن الصعب أن تعتمد هذه الطريقة في التطبيقات في الوقت الحقيقي 15. وقد اقترحت وحدة تحكم موسعة PID 16 و 17 و وحدة تحكم التنبؤي موسعة 18 إلى بسط سيطرة PID العامة وتعزيز أداء تتبع المرايا الجلفانومتر لمجموعة متنوعة من مسارات تتبع، مثل موجات الثلاثي، وموجات مسننة، وموجات الجيب. ومع ذلك، في هذه الأنظمة، واعتبر النظام الجلفانومتر على شكل مربع أسود، في حين كان يتطلب نموذج لنظام الرقابة، وكان لا يعتبر نظام التحكم على شكل مربع أسود. وبالتالي، تتطلب تلك الأساليب التي يتم تحديث نموذجهم لكل مرآة الجلفانومتر. وعلاوة على ذلك، على الرغم من Mnerie وآخرون. التحقق من صحة طريقتهم من وocusing على موجة انتاج مفصلة والمرحلة، لم أبحاثهم لا تشمل تخفيف من موجة بأكملها. في الواقع، في البحوث السابقة لدينا 11، وانخفضت الأرباح بشكل ملحوظ عندما كان التردد الجيبية عالية، مما يدل على ضرورة تعويض لتحقيق مكاسب من موجة بأكملها. في هذا البحث، ويستند إجراءاتنا لتعويض المكسب مع التحكم PID 12 على تقنية ما قبل التركيز 19، 20، 21 -A طريقة لتحسين نوعية أو سرعة الاتصال في هندسة الاتصالات والتي تمكن من بناء نظام تجريبي باستخدام المعدات الموجودة. ويبين الشكل 1 هيكل التدفق. تقنية ما قبل التركيز قادرة على الحصول مقدما قيمة الانتاج المطلوب من قيمة المدخلات، حيث تحكم PID ليست فعالة، حتى لو كان مرآة الجلفانومتروتعتبر وحدة التحكم في مربعات سوداء. وهذا يتيح لهم توسيع وتيرة ونطاق السعة التي يمكن من خلالها الحصول على مكاسب من 0 ديسيبل دون ضبط المعلمات تحكم PID. عندما يتم تضخيمه الربح، تختلف خصائص استجابة مرآة الجلفانومتر عموما على ترددات مختلفة، وبالتالي، نحن بحاجة إلى تضخيم كل تردد مع معاملات التضخيم. وهكذا، فإن موجة جيبية مناسبة للتقنية ما قبل التركيز، كما أن هناك وتيرة واحدة فقط في كل موجة جيبية. في هذا البحث، لأن نطبق تعويض مكاسب لإنجاز تعويض الحركة الضبابية، يقتصر إشارة تحكم إلى موجة جيبية المسح الضوئي، وإشارة موجة جيبية يشكل وتيرة واحدة، على عكس موجات أخرى، مثل موجات الثلاثي ومسننة. وعلاوة على ذلك، يتم تحديث إشارة الدخل في المرآة الجلفانومتر على الفور ضمن دورة المقبلة بسبب حلقة مفتوحة بعد ما قبل التركيز يتم تعيين معاملات. وبعبارة أخرى، نحن بحاجة رس يعرفون سوى نسبة المدخلات والمخرجات على اعتبار وحدة تحكم على شكل مربع أسود، وليس مطلوبا نماذج مفصلة. تسمح هذه البساطة النظام لدينا لتكون جزءا لا يتجزأ بسهولة في التطبيقات. ويتمثل الهدف العام من هذا الأسلوب هو إنشاء الإجراء التجريبي من تعويض الحركة الضبابية كتطبيق من تعويض الربح باستخدام تقنية ما قبل التركيز. تستخدم الأجهزة متعددة في هذه الإجراءات، مثل مرآة الجلفانومتر، وكاميرا، والحزام الناقل، والإضاءة، والعدسة. يشكل البرنامج المركزي البرامج المتقدمة المستخدم مكتوب في C ++ أيضا جزء من هذا النظام. ويبين الشكل 2 التخطيطي من الإعداد التجريبية. المرآة الجلفانومتر بالتناوب مع السرعة الزاوية-تعويض الربح، مما يجعل من الممكن لتقييم كمية طمس من الصور.

<table><tbody><tr><td>Galvanometer mirror</td><td>Cambridge Technology</td><td>M3s X axis</td><td></td></tr><tr><td>Custom-made metal jig</td><td>ASKK</td><td>-</td><td>With circular hole for galvanometer mirror</td></tr><tr><td>Optical carrier</td><td>SIGMAKOKI</td><td>CAA-60L</td><td></td></tr><tr><td>Optical bench</td><td>SIGMAKOKI</td><td>OBT-1500LH</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Tektronix</td><td>MSO 4054</td><td></td></tr><tr><td>AD/DA board</td><td>Interface</td><td>PCI-361216</td><td></td></tr><tr><td>PC</td><td>DELL</td><td>Precision T3600</td><td></td></tr><tr><td>Galvanometer mirror servo controller</td><td>Cambridge Technology</td><td>Minisax</td><td></td></tr><tr><td>Lens</td><td>Nikon</td><td>AF-S NIKKOR 200mm f/2G ED VR II&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>High-speed camera</td><td>Mikrotron</td><td>Eosens MC4083</td><td>Discontinued, but sold as MC4087. The cable connection is different from MC4083</td></tr><tr><td>Conveyor belt</td><td>ASUKA</td><td>-</td><td>With a speed-control motor(BX5120A-A made by Oriental Motor), iron rubber belt(100-F20-800A-J made by NOK), and so on</td></tr><tr><td>Printable tape</td><td>A-one</td><td>F20A4-6</td><td></td></tr><tr><td>Photographic texture</td><td>Shutterstock, Inc.</td><td>231357754</td><td>Printed computer motherboard with microcircuit, close up</td></tr><tr><td>Terminal block</td><td>Interface</td><td>TNS-6851B</td><td></td></tr><tr><td>CoaXPress board</td><td>AVALDATA</td><td>APX-3664</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>mathworks</td><td>MATLAB R2015a</td><td></td></tr></tbody></table>

gain-compensation methodology for a sinusoidal scan of a galvanometer mirror in proportional-integral-differential control using pre-emphasis techniques

تستخدم المرايا الجلفانومتر للتطبيقات البصرية مثل تتبع الهدف، الرسم، والسيطرة المسح بسبب السرعة العالية والدقة. ومع ذلك، فإن استجابة مرآة الجلفانومتر محدودة بسبب الجمود. وبالتالي، يتم تقليل كسب مرآة الجلفانومتر عند المسار السيطرة حاد. في هذا البحث، نقترح طريقة لتمديد تردد المقابلة باستخدام تقنية ما قبل التركيز للتعويض عن كسب الحد من المرايا الجلفانومتر في مسار موجة جيبية تتبع باستخدام النسبي-لا يتجزأ التفاضلية التحكم (PID). تقنية ما قبل التركيز يحصل على قيمة المدخلات لقيمة الانتاج المطلوب مقدما. تم احتساب تطبيق هذه الطريقة للسيطرة على مرآة الجلفانومتر، فإن المكسب الخام المرآة الجلفانومتر في كل التردد والسعة للمسار موجة جيبية تتبع باستخدام وحدة تحكم PID. حيث تحكم PID ليست فعالة، والحفاظ على مكاسب من 0 ديسيبل لتحسين دقة تتبع مسار، فمن الممكن لتوسيع نطاق السرعة التي يمكن الحصول على كسب 0 ديسيبل دون ضبط المعلمات تحكم PID. ومع ذلك، إذا كان هناك تردد واحد فقط، والتضخيم هو ممكن مع معامل ما قبل التركيز واحد. ولذلك، فإن موجة جيبية مناسبة لهذه التقنية، على عكس موجات الثلاثي ومسننة. ومن هنا، يمكننا اعتماد أسلوب ما قبل التركيز على تكوين المعلمات مقدما، ونحن ليس من الضروري إعداد نماذج التحكم النشط إضافية والأجهزة. يتم تحديث المعلمات على الفور ضمن دورة المقبلة بسبب حلقة مفتوحة بعد أن يتم تعيين معاملات ما قبل التركيز. وبعبارة أخرى، على اعتبار وحدة تحكم على شكل مربع أسود، نحن بحاجة إلى معرفة فقط نسبة المدخلات والمخرجات، وليس مطلوبا نماذج مفصلة. تسمح هذه البساطة النظام لدينا لتكون جزءا لا يتجزأ بسهولة في التطبيقات. وأوضح طريقتنا باستخدام تقنية ما قبل التركيز على نظام تعويض الحركة الضبابية والتجربة التي أجريت لتقييم الأسلوب.

وقد تم الحصول على النتائج المقدمة هنا باستخدام AD / DA المجلس وكاميرا. ويبين الشكل (1) والداخلي للتقنية ما قبل التركيز. وبالتالي، فإنه هو جوهر هذه المادة. ليس من الضروري تعيين المعلمات من سيطرة PID بعد الدولة التهيئة. وبالتالي، فإن عملية على الان...

Watch this Scientific Journal Video about Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques at Jo

Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

نقترح طريقة لتمديد تردد المقابلة باستخدام تقنية ما قبل التركيز. يعوض هذه الطريقة لكسب الحد من مرآة الجلفانومتر في مسار موجة جيبية تتبع استخدام وسائل منع النسبي-لا يتجزأ التفاضلية.

منهجية كسب تعويض لمسح خاص بالمنحنى من مرآة الجلفانومتر في النسبي-لا يتجزأ التفاضلية للسيطرة على استخدام تقنيات ما قبل التركيز

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. ...

gain-compensation-methodology-for-sinusoidal-scan-galvanometer-mirror

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Electrical Engineering

Physics

Engineering

Unit 1

Introduction to Signals and Systems

Direct-Current Circuits

SCIENTISTS IN ACTION

8.6K Views.  University of Tokyo.  نقترح طريقة لتمديد تردد المقابلة باستخدام تقنية ما قبل التركيز. يعوض هذه الطريقة لكسب الحد من مرآة الجلفانومتر في مسار موجة جيبية تتبع استخدام وسائل منع النسبي-لا يتجزأ التفاضلية. 

Video: Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

An Experimental Platform to Study the Closed-loop Performance of Brain-machine Interfaces

The non-stationary nature and variability of neuronal signals is a fundamental problem in brain-machine interfacing. We developed a brain-machine interface to assess the robustness of different control-laws applied to a closed-loop image stabilization task. Taking advantage of the well-characterized fly visuomotor pathway we record the electrical activity from an identified, motion-sensitive neuron, H1, to control the yaw rotation of a two-wheeled robot. The robot is equipped with 2 high-speed video cameras providing visual motion input to a fly placed in front of 2 CRT computer monitors. The activity of the H1 neuron indicates the direction and relative speed of the robot's rotation. The neural activity is filtered and fed back into the steering system of the robot by means of proportional and proportional/adaptive control. Our goal is to test and optimize the performance of various control laws under closed-loop conditions for a broader application also in other brain machine interfaces.

We use a closed-loop fly-machine interface to investigate general principles in neuronal control.

على منهاج تجريبي لدراسة الأداء حلقة مغلقة من الدماغ والآلة واجهات

The non-stationary nature and variability of neuronal signals is a fundamental problem in brain-machine interfacing. We developed a brain-machine ...

Neuroscience

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the electronic quantum structure of small systems - including individual atomic dopants in semiconductors. Here we present a capacitance-based method, known as Subsurface Charge Accumulation (SCA) imaging, which is capable of resolving single-electron charging while achieving sufficient spatial resolution to image individual atomic dopants. The use of a capacitance technique enables observation of subsurface features, such as dopants buried many nanometers beneath the surface of a semiconductor material1,2,3. In principle, this technique can be applied to any system to resolve electron motion below an insulating surface.
As in other electric-field-sensitive scanned-probe techniques4, the lateral spatial resolution of the measurement depends in part on the radius of curvature of the probe tip. Using tips with a small radius of curvature can enable spatial resolution of a few tens of nanometers. This fine spatial resolution allows investigations of small numbers (down to one) of subsurface dopants1,2. The charge resolution depends greatly on the sensitivity of the charge detection circuitry; using high electron mobility transistors (HEMT) in such circuits at cryogenic temperatures enables a sensitivity of approximately 0.01 electrons/Hz&frac12; at 0.3 K 5.

Scanning-probe single-electron capacitance spectroscopy facilitates the study of single-electron motion in localized subsurface regions. A sensitive charge-detection circuit is incorporated into a cryogenic scanning probe microscope to investigate small systems of dopant atoms beneath the surface of semiconductor samples.

المسح مسبار واحدة الإلكترون الطيفي السعة

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical sectioning of complex systems. Confocal microscopy is routinely used, for example, to study specific cellular targets1, monitor dynamics in living cells2-4, and visualize the three dimensional evolution of entire organisms5,6. Extensions of confocal imaging systems, such as confocal microendoscopes, allow for high-resolution imaging in vivo7 and are currently being applied to disease imaging and diagnosis in clinical settings8,9.
Confocal microscopy provides three-dimensional resolution by creating so-called "optical sections" using straightforward geometrical optics. In a standard wide-field microscope, fluorescence generated from a sample is collected by an objective lens and relayed directly to a detector. While acceptable for imaging thin samples, thick samples become blurred by fluorescence generated above and below the objective focal plane. In contrast, confocal microscopy enables virtual, optical sectioning of samples, rejecting out-of-focus light to build high resolution three-dimensional representations of samples.
Confocal microscopes achieve this feat by using a confocal aperture in the detection beam path. The fluorescence collected from a sample by the objective is relayed back through the scanning mirrors and through the primary dichroic mirror, a mirror carefully selected to reflect shorter wavelengths such as the laser excitation beam while passing the longer, Stokes-shifted fluorescence emission. This long-wavelength fluorescence signal is then passed to a pair of lenses on either side of a pinhole that is positioned at a plane exactly conjugate with the focal plane of the objective lens. Photons collected from the focal volume of the object are collimated by the objective lens and are focused by the confocal lenses through the pinhole. Fluorescence generated above or below the focal plane will therefore not be collimated properly, and will not pass through the confocal pinhole1, creating an optical section in which only light from the microscope focus is visible. (Fig 1). Thus the pinhole effectively acts as a virtual aperture in the focal plane, confining the detected emission to only one limited spatial location.
Modern commercial confocal microscopes offer users fully automated operation, making formerly complex imaging procedures relatively straightforward and accessible. Despite the flexibility and power of these systems, commercial confocal microscopes are not well suited for all confocal imaging tasks, such as many in vivo imaging applications. Without the ability to create customized imaging systems to meet their needs, important experiments can remain out of reach to many scientists.
In this article, we provide a step-by-step method for the complete construction of a custom, video-rate confocal imaging system from basic components. The upright microscope will be constructed using a resonant galvanometric mirror to provide the fast scanning axis, while a standard speed resonant galvanometric mirror will scan the slow axis. To create a precise scanned beam in the objective lens focus, these mirrors will be positioned at the so-called telecentric planes using four relay lenses. Confocal detection will be accomplished using a standard, off-the-shelf photomultiplier tube (PMT), and the images will be captured and displayed using a Matrox framegrabber card and the included software.

The complete construction of a custom, real-time confocal scanning imaging system is described. This system, which can be readily used for video-rate microscopy and microendoscopy, allows for an array of imaging geometries and applications not accessible using standard commercial confocal systems, at a fraction of the cost.

فيديو معدل الميكروسكوب متحد البؤر المسح الضوئي وMicroendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

Bioengineering

Real-Time DC-dynamic Biasing Method for Switching Time Improvement in Severely Underdamped Fringing-field Electrostatic MEMS Actuators

Mechanically underdamped electrostatic fringing-field MEMS actuators are well known for their fast switching operation in response to a unit step input bias voltage. However, the tradeoff for the improved switching performance is a relatively long settling time to reach each gap height in response to various applied voltages. Transient applied bias waveforms are employed to facilitate reduced switching times for electrostatic fringing-field MEMS actuators with high mechanical quality factors. Removing the underlying substrate of the fringing-field actuator creates the low mechanical damping environment necessary to effectively test the concept. The removal of the underlying substrate also a has substantial improvement on the reliability performance of the device in regards to failure due to stiction. Although DC-dynamic biasing is useful in improving settling time, the required slew rates for typical MEMS devices may place aggressive requirements on the charge pumps for fully-integrated on-chip designs. Additionally, there may be challenges integrating the substrate removal step into the back-end-of-line commercial CMOS processing steps. Experimental validation of fabricated actuators demonstrates an improvement of 50x in switching time when compared to conventional step biasing results. Compared to theoretical calculations, the experimental results are in good agreement.

The robust device design of fringing-field electrostatic MEMS actuators results in inherently low squeeze-film damping conditions and long settling times when performing switching operations using conventional step biasing. Real-time switching time improvement with DC-dynamic waveforms reduces the settling time of fringing-field MEMS actuators when transitioning between up-to-down and down-to-up states.

في الوقت الحقيقي DC-ديناميكية لتبديل طريقة يتحامل تحسين الوقت في Underdamped بشدة التهديب الميدان كهرباء MEMS المحركات

Mechanically underdamped electrostatic fringing-field MEMS actuators are well known for their fast switching operation in response to a unit step input ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus have potential applications in nonlinear optics, which requires extraordinary optical intensity. One of the most studied nonlinearities in plasmonics is nonlinear absorption, including saturation and reverse saturation behaviors. Although scattering and absorption in nanoparticles are closely correlated by the Mie theory, there has been no report of nonlinearities in plasmonic scattering until very recently. 
Last year, not only saturation, but also reverse saturation of scattering in an isolated plasmonic particle was demonstrated for the first time. The results showed that saturable scattering exhibits clear wavelength dependence, which seems to be directly linked to the localized surface plasmon resonance (LSPR). Combined with the intensity-dependent measurements, the results suggest the possibility of a common mechanism underlying the nonlinear behaviors of scattering and absorption. These nonlinearities of scattering from a single gold nanosphere (GNS) are widely applicable, including in super-resolution microscopy and optical switches. 
In this paper, it is described in detail how to measure nonlinearity of scattering in a single GNP and how to employ the super-resolution technique to enhance the optical imaging resolution based on saturable scattering. This discovery features the first super-resolution microscopy based on nonlinear scattering, which is a novel non-bleaching contrast method that can achieve a resolution as low as l/8 and will potentially be useful in biomedicine and material studies.

Saturable and reverse saturable scattering were discovered in isolated plasmonic particles and adopted as a novel non-bleaching contrast method in super-resolution microscopy. Here the experimental procedures of detecting and extracting nonlinear scattering are explained in detail, as well as how to enhance resolution with the aid of saturated excitation microscopy.

قياس التشتت الغير خطية من الجسيمات النانوية Plasmonic واحدة

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Implementation of a Nonlinear Microscope Based on Stimulated Raman Scattering

Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy uses near-infrared excitation light; therefore, it shares many multi-photon microscopic imaging properties. SRS imaging modality can be obtained using commercial laser-scanning microscopes by equipping with a non-descanned forward detector with proper bandpass filters and lock-in amplifier (LIA) detection scheme. A schematic layout of a typical SRS microscope includes the following: two pulsed laser beams, (i.e., the pump and probe directed in a scanning microscope), which must be overlapped in both space and time at the image plane, then focused by a microscope objective into the sample through two scanning mirrors (SMs), which raster the focal spot across an x-y plane. After interaction with the sample, transmitted output pulses are collected by an upper objective and measured by a forward detection system inserted in an inverted microscope. Pump pulses are removed by a stack of optical filters, whereas the probe pulses that are the result of the SRS process occurring in the focal volume of the specimen are measured by a photodiode (PD). The readout of the PD is demodulated by the LIA to extract the modulation depth. A two-dimensional (2D) image is obtained by synchronizing the forward detection unit with the microscope scanning unit. In this paper, the implementation of an SRS microscope is described and successfully demonstrated, as well as the reporting of label-free images of polystyrene beads with diameters of 3 &#181;m. It is worth noting that SRS microscopes are not commercially available, so in order to take advantage of these characteristics, the homemade construction is the only option. Since SRS microscopy is becoming popular in many fields, it is believed that this careful description of the SRS microscope implementation can be very useful for the scientific community.

In this manuscript, the implementation of a stimulated Raman scattering (SRS) microscope, obtained by the integration of an SRS experimental set-up with a laser scanning microscope, is described. The SRS microscope is based on two femtosecond (fs) laser sources, a Ti-Sapphire (Ti:Sa) and synchronized optical parametric oscillator (OPO).

تنفيذ مجهر غير خطي يستند إلى تشتت رامان المحفز

Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy uses near-infrared excitation light; therefore, it shares many multi-photon microscopic imaging properties. ...

Characterization of SiN Integrated Optical Phased Arrays on a Wafer-Scale Test Station

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for moving mechanical parts. This technology is particularly useful for beam steering applications. Here, we focus on OPAs integrated into SiN photonic circuits for a wavelength in the near infrared. A characterization method of such circuits is presented, which allows the output beam of integrated OPAs to be shaped and steered. Furthermore, using a wafer-scale characterization setup, several devices can easily be tested across multiple dies on a wafer. In this way, fabrication variations can be studied, and high-performance devices identified. Typical images of OPA beams are shown, including beams emitted from OPAs with and without a uniform waveguide length, and with varying numbers of channels. In addition, the evolution of output beams during the phase optimization process and beam steering in two dimensions is presented. Finally, a study of the variation in the beam divergence of identical devices is performed with respect to their position on the wafer.

Here, we describe the operation of a SiN integrated photonic circuit containing optical phased arrays. The circuits are used to emit low divergence laser beams in the near infrared and steer them in two dimensions.

توصيف صفائف SiN المتكاملة على مراحل بصرية على محطة اختبار مقياس الرقاقة

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for ...

Optimizing Brillouin Optical Time-Domain Analyzers Based on Gain Spectrum Engineering

Demonstrated is a unique method for sensing performance enhancement in Brillouin optical time-domain analyzers (BOTDA). A Brillouin gain spectrum (BGS) is superimposed with two symmetric Brillouin loss spectra (BLS). This leads to a complex engineered spectrum shape that is more resistant to the sensing system noise. Instead of only one pump and probe interaction as in the conventional BOTDA setup, three optical probe waves are exploited, with one probe located in the BGS and the other two symmetrically in the BLS. Due to the resistance and insensitivity of the engineered spectrum shape to the noise, the sensing performance is enhanced by 60% and the measurand resolution is doubled.

A protocol for Brillouin optical time-domain analyzers based on gain spectrum engineering is presented. Enhancements in the sensing performance, including sensing range and measurand resolution are achieved and the excess Brillouin intensity noise is studied. The protocol introduces a new way to enhance distributed Brillouin sensing performance.

Demonstrated is a unique method for sensing performance enhancement in Brillouin optical time-domain analyzers (BOTDA). A Brillouin gain spectrum (BGS) is ...

Time-Domain Interpretation of PD Control

Proportional-Derivative (PD) control is a widely used control method in various engineering systems to enhance stability and performance. In a system with only proportional control, common issues include high maximum overshoot and oscillation, observed in both the error signal and its rate of change. This behavior can be divided into three distinct phases: initial overshoot, subsequent undershoot, and gradual stabilization.
Consider the example of control of motor torque. Initially, a positive error signal generates a rapidly rising positive motor torque. This surge in torque leads to significant output overshoot and oscillations, attributed to the high force and insufficient damping. The system&#39;s output exceeds the desired value, reflecting the proportional control&#39;s excessive initial correction and weak resistance.
In the second phase, a negative error signal produces negative motor torque, which decelerates the output, causing it to undershoot the target. This undershoot indicates the system&#39;s tendency to overcompensate in the opposite direction after the initial overshoot. The torque reduction in this phase slows down the output, but the absence of adequate damping results in oscillatory behavior.
During the final phase, positive motor torque reappears, reducing the undershoot from the previous phase. Each oscillation sees a diminishing error amplitude, progressively stabilizing the system&#39;s output. The high initial correction and weak resistance that caused the overshoot are counterbalanced by increased resistance and reduced corrective force in this phase.
PD control effectively addresses these issues by introducing anticipatory adjustments based on the slope of the error signal. This anticipatory mechanism allows the system to predict and correct its direction, mitigating excessive overshoot and reducing the amplitude of oscillations. By adjusting the system&#39;s response rate, PD control fine-tunes the initial correction force and enhances resistance, leading to smaller overshoots and undershoots. Consequently, the system achieves a more stable and controlled output.

تفسير المجال الزمني للتحكم في PD

Consider a motor system with only proportional control that exhibits high maximum overshoot and oscillation, reflected in the error signal and its rate of ...

Design of Control Systems

KEY TERMS AND CONCEPTS

PI Controller: Design

Proportional Integral (PI) controllers are a fundamental component in modern control systems, widely used to enhance performance and mitigate steady-state errors. They are particularly effective in applications such as automatic brightness adjustment on smartphones, where they excel at mitigating steady-state errors for step-function inputs. Unlike PD controllers, which require time-varying errors to function optimally, PI controllers leverage their integral component to address residual steady-state errors not corrected by the proportional part.
In an operational amplifier (op-amp)-based PI controller, resistors and a capacitor process the error signal, generating a control signal. The proportional feedback is derived from a resistor, while the integral response comes from a capacitor. Two- and three-op-amp circuit designs exhibit unique transfer functions, with PI controller parameters intrinsically linked to their circuit characteristics. The three-op-amp configuration allows for independent adjustment of proportional and integral gains through specific circuit parameters. Notably, in both circuits, the integral gain is inversely proportional to the capacitor value, which may necessitate large capacitors for effective PI control designs.
The PI controller enhances system performance by modifying the forward-path transfer function through the addition of a zero and a pole. This adjustment boosts system performance and reduces the steady-state error by an order of magnitude. In scenarios where the steady-state error to a given input is constant, the PI controller can reduce this error to zero, provided the system remains stable after compensation.
By addressing both proportional and integral aspects, PI controllers provide a robust solution for steady-state error correction in various applications. Their design, involving specific resistor and capacitor configurations in op-amp circuits, ensures precise control and performance enhancement, making them indispensable in modern control systems.

تحكم PI: التصميم

In applications like automatic brightness adjustment on smartphones, Proportional Integral controllers effectively mitigate steady-state errors for ...