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傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计

郭兰杰 马文坡 王淳 林喆 王浩

郭兰杰, 马文坡, 王淳, 林喆, 王浩. 傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105002-0105002(7). doi: 10.3788/IRLA202049.0105002
引用本文: 郭兰杰, 马文坡, 王淳, 林喆, 王浩. 傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105002-0105002(7). doi: 10.3788/IRLA202049.0105002
Guo Lanjie, Ma Wenpo, Wang Chun, Lin Zhe, Wang Hao. Design of translating optical path scanning control system for Fourier spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(1): 0105002-0105002(7). doi: 10.3788/IRLA202049.0105002
Citation: Guo Lanjie, Ma Wenpo, Wang Chun, Lin Zhe, Wang Hao. Design of translating optical path scanning control system for Fourier spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(1): 0105002-0105002(7). doi: 10.3788/IRLA202049.0105002

傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计

doi: 10.3788/IRLA202049.0105002
基金项目: 

国家重点研发计划(2016YFB0500702)

详细信息
    作者简介:

    郭兰杰(1989-),女,博士生,主要从事傅里叶变换红外光谱仪干涉仪控制系统方面的研究。Email:lanjieguoedu@163.com

  • 中图分类号: TM301.2;TH744.1

Design of translating optical path scanning control system for Fourier spectrometer

  • 摘要: 为实现大气痕量气体的临边和天底超光谱探测,利用时间调制型傅里叶变换光谱仪获取光谱信息,其干涉仪控制系统中光程扫描速度稳定度≥99.5%。针对光程扫描行程长,扫描速度稳定性要求高,设计平动式光程扫描的干涉仪控制系统,并给出扫描实现原理图。由于控制系统存在摩擦力、振动等干扰导致扫描速度波动,理论分析其对干涉信号强度和反演光谱的影响。鉴于角镜扫描运动和扰动具有周期性特点,提出插入式重复控制器来抑制周期性干扰,改善动镜运动速度的匀速性。对控制策略进行MATLAB数值仿真和实验验证,实验结果表明:当角镜以10.625 mm/s运动时,插入式重复控制器可逐周期地改善角镜运动稳定度,最终位移误差为±0.000 25 mm,速度误差为±0.000 4 mm/s;满足速度稳定度≥99.5%的要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-05
  • 修回日期:  2019-12-15

傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计

doi: 10.3788/IRLA202049.0105002
    作者简介:

    郭兰杰(1989-),女,博士生,主要从事傅里叶变换红外光谱仪干涉仪控制系统方面的研究。Email:lanjieguoedu@163.com

基金项目:

国家重点研发计划(2016YFB0500702)

  • 中图分类号: TM301.2;TH744.1

摘要: 为实现大气痕量气体的临边和天底超光谱探测,利用时间调制型傅里叶变换光谱仪获取光谱信息,其干涉仪控制系统中光程扫描速度稳定度≥99.5%。针对光程扫描行程长,扫描速度稳定性要求高,设计平动式光程扫描的干涉仪控制系统,并给出扫描实现原理图。由于控制系统存在摩擦力、振动等干扰导致扫描速度波动,理论分析其对干涉信号强度和反演光谱的影响。鉴于角镜扫描运动和扰动具有周期性特点,提出插入式重复控制器来抑制周期性干扰,改善动镜运动速度的匀速性。对控制策略进行MATLAB数值仿真和实验验证,实验结果表明:当角镜以10.625 mm/s运动时,插入式重复控制器可逐周期地改善角镜运动稳定度,最终位移误差为±0.000 25 mm,速度误差为±0.000 4 mm/s;满足速度稳定度≥99.5%的要求。

English Abstract

参考文献 (15)

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