基于DVD读取头的位移传感器研究

发布时间：2023-04-03 22:46

　　精密测量是精密加工的基础,对确保精密加工水平有着重要作用。随着先进制造技术的发展,高精度位移传感器面临着更广泛的需求。DVD读取头是光驱上光盘信号跟踪和读取的核心部件,感测精度高,成本低。以读取头现有结构结合软硬件设计开发位移传感器,用于精密测量,具有实用意义。本文围绕DVD读取头展开研究,开发基于DVD读取头的位移传感器,主要研究内容包括:1.设计了DVD读取头聚焦误差信号采集电路和音圈电机的驱动控制电路,通过聚焦误差信号采集给予音圈电机伺服反馈控制,实现DVD读取头的自聚焦,同时由音圈电机控制电压读取位移量。2.在仿真分析了最小二乘法、极值法和遗传算法的参数辨识效果基础上,提出了极值法初辨识、遗传算法再辨识的音圈电机动态特性参数辨识方法,完成基于DVD读取头聚焦误差信号的音圈电机系统阶跃响应实验,实现音圈电机系统参数辨识。3.参数辨识的基础上,在Simulink环境下以实验凑试法完成PID参数整定,并结合实验实现PID控制参数优化;提出积分饱和分离算法,防止控制过程中系统超调量超出聚焦误差信号的线性范围导致控制失效。4.实验测量传感器电压与位移间的关系,并以Preisach模型对传...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 位移传感器研究现状
    1.3 DVD读取头研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 DVD读取头自聚焦位移传感器原理
    2.1 DVD读取头聚焦误差原理
    2.2 自聚焦位移测量原理
    2.3 本章小结
3 DVD读取头自聚焦位移传感器电路设计
    3.1 自聚焦位移传感器电路总体设计
    3.2 聚焦误差信号采集电路设计
    3.3 自聚焦控制电路设计
    3.4 PCB板设计与信号采集
    3.5 本章小结
4 DVD读取头音圈电机动态特性参数辨识
    4.1 参数辨识方案
    4.2 音圈电机系统模型
    4.3 参数辨识方法
    4.4参数辨识实验
    4.5 本章小结
5 音圈电机PID控制及迟滞补偿
    5.1 PID控制算法
    5.2 PID参数整定
    5.3 控制算法软件实现
    5.4 音圈电机位移标定
    5.5 迟滞特性补偿
    5.6 本章小结
6 传感器性能测试实验
    6.1 测试实验系统搭建
    6.2测试实验
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3781286