一种智能型激光扫描振镜系统

专利主权项内容

1.一种智能型激光扫描振镜系统，其特征在于，包括：信号采集模块、信号分析模块、预测模块、复合补偿模块和执行模块；所述信号采集模块用于实时采集振镜系统的振动信号；所述信号分析模块用于提取振动特征参数；所述预测模块用于利用振镜动力学模型和电机谐波力模型，并结合四阶龙格-库塔法计算振镜预测位置和振镜预测速度；所述复合补偿模块用于计算总反馈控制信号u(t); 所述执行模块用于将总反馈控制信号u(t)通过接口发送给对应的振镜驱动装置；所述信号采集模块包括振动传感器和信号调理单元；所述振动传感器采用电流互感器，用于实时获取振镜驱动电机在工作过程中的电流信号作为振动信号；所述信号调理单元用于对振动信号进行信号调理；所述信号调理包括：放大、滤波和模数转换；所述振动特征参数包括幅值Ai、角频率ωi和初相位φi；其中i代表谐波阶次；所述振镜动力学模型表示为：；所述电机谐波力模型表示为：；其中，F(t) 代表作用于振镜上的随时间变化的谐波力；s(t)代表振镜在时间t时的位置；v(t)代表振镜在时间t时的速度；a(t)代表振镜在时间t时的加速度；m代表振镜质量；c代表阻尼系数；k代表弹簧系数；所述计算振镜预测位置和振镜预测速度，具体步骤为：S1、通过四阶龙格-库塔法计算K值：
；
；
；
；
；
；
；
；S2、计算下一时间点的位置和速度，得到振镜预测位置和振镜预测速度, 分别为：
；
；S3、将t迭代更新为；重复步骤S1至S3；其中，h为时间步长；为当前时间点；/>为下一时间点；
为第一阶位置近似值；/>为第一阶速度近似值；/>为二阶位置近似值；/>为二阶速度近似值；/>为另一个二阶位置近似值；/>为另一个二阶速度近似值；/>为四阶位置近似值；四阶速度近似值。