空间傅里叶变换红外光谱仪动镜速度稳定性研究

张明月; 章家保; 杨洪波

空间傅里叶变换红外光谱仪动镜速度稳定性研究

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;
2.
中国科学院大学,北京100049

基金项目:

中国科学院知识创新工程国防科技创新重要方向项目（YYYJ-1122）;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新工程资助项目

详细信息

作者简介:
张明月（1986- ），女，博士生，主要从事精密机械设计及伺服系统设计方面的研究。Email：zyy_2011@163.com；杨洪波（1963- ），男，研究员，博士生导师，主要研究方向为光机电集成计算机辅助工程技术。Email：yanghb@ciomp.ac.cn

张明月（1986- ），女，博士生，主要从事精密机械设计及伺服系统设计方面的研究。Email：zyy_2011@163.com；杨洪波（1963- ），男，研究员，博士生导师，主要研究方向为光机电集成计算机辅助工程技术。Email：yanghb@ciomp.ac.cn

中图分类号: TP273.4

Research on speed stability of moving mirror in FTIR spectrometer

1.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 为了改善傅里叶变换红外光谱仪中动镜运动控制系统的动态性能和静态性能，设计了基于扰动观测器的非线性PID控制器。首先对该动镜驱动系统进行数学建模，分析系统中的非线性因素。之后给出了设计该控制器的理论依据。最后进行了数值仿真分析和实验验证。实验结果表明：动镜以133mm/s运动时，采用基于扰动观测器的非线性PID控制器控制时，系统响应超调量为0，上升时间为3ms，稳态均方差为0.0392，性能明显优于传统PID控制器。结果证明了该控制器的可行性和实用性，满足了干涉仪的动镜匀速性要求。
- 非线性PID /
- 扰动观测器 /
- 傅里叶变换红外光谱仪 /
- 控制器
Abstract: In order to improve static and dynamic performance of moving mirror motion system in Fourier transform infrared spectrometer, nonlinear PID controller based on disturbance observer was designed. Firstly, mathematical model of moving mirror driven system was established, nonlinear factors in the system were analyzed. And then the theoretical basis designing this controller was given. At last, numeral simulation and physical experiment were carried on. The experimental results show that, when moving mirror is moving at 133 mm/s, the maximum overshoot of system is 0, rising time was 3 ms, steady-state variance is 0.039 2 using NPID with DOB, which is obviously better than traditional PID controller. Conclusion shows that NPID with DOB controller is feasible and usable and it meets the requirement uniform motion of moving mirror.
- NPID /
- disturbance observer /
- FTIR /
- controller

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空间傅里叶变换红外光谱仪动镜速度稳定性研究

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;

2. 中国科学院大学,北京100049

English Abstract

Research on speed stability of moving mirror in FTIR spectrometer

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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空间傅里叶变换红外光谱仪动镜速度稳定性研究

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033; 2. 中国科学院大学,北京100049

English Abstract

Research on speed stability of moving mirror in FTIR spectrometer

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China; 2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;

2. 中国科学院大学,北京100049

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China