一種光學(xué)頭力矩器傳遞函數(shù)自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)頭力矩器自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括光學(xué)頭、位移傳感器、光電變換器、信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、負(fù)反饋放大模塊以及控制系統(tǒng)，便于在線檢測(cè)的測(cè)試光學(xué)頭力矩器特性參數(shù)的測(cè)試儀。
【專利說明】一種光學(xué)頭力矩器傳遞函數(shù)自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高精的微型伺服控制關(guān)鍵組件的光學(xué)頭力矩器傳遞函數(shù)自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服控制系統(tǒng)是一個(gè)集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模、系統(tǒng)仿真、實(shí)際制作、實(shí)時(shí)運(yùn)行為一體的綜合技術(shù)。其中，對(duì)于非線性的傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)的測(cè)試是一項(xiàng)極為重要的技術(shù)。
[0003]力矩器是光學(xué)頭伺服控制系統(tǒng)的核心組件，它可以實(shí)時(shí)調(diào)整物鏡的空間位置和姿態(tài)，用于保證透過力矩器物鏡的聚焦光斑能始終精確落在信息儲(chǔ)存盤片的信息軌道上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫。力矩器屬于精密光機(jī)電組件，其性能直接決定了光學(xué)頭系統(tǒng)的性能。因此，需要對(duì)力矩器的特性進(jìn)行測(cè)試。
[0004]目前，力矩器特性測(cè)試系統(tǒng)多是基于多普勒測(cè)振儀來搭建的，通過對(duì)力矩器系統(tǒng)幅頻和相頻特性的提取來獲取相應(yīng)的特性參數(shù)。因多普勒測(cè)振儀價(jià)格很高，此類測(cè)試系統(tǒng)制造成本為60萬?100萬，非常昂貴；另外，采用現(xiàn)有技術(shù)中的力矩器特性測(cè)試系統(tǒng)也不便于在生產(chǎn)線上搭建，不利于在力矩器生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線檢測(cè)，給力矩器生產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)品性能實(shí)時(shí)監(jiān)控帶來困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光學(xué)頭力矩器自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)，便于在線檢測(cè)的測(cè)試光學(xué)頭力矩器特性參數(shù)的測(cè)試儀。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種光學(xué)頭力矩器傳遞函數(shù)自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)，包括光學(xué)頭、位移傳感器、光電變換器、信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、負(fù)反饋放大模塊以及控制系統(tǒng)，其信號(hào)傳遞關(guān)系如下:
[0008]控制系統(tǒng)輸出不同頻率的數(shù)字測(cè)試信號(hào)至信號(hào)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)轉(zhuǎn)換器將傳至其中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)傳遞給負(fù)反饋放大模塊，通過負(fù)反饋放大模塊的調(diào)節(jié)將與控制系統(tǒng)提供數(shù)字測(cè)試信號(hào)的等值的模擬信號(hào)傳遞至光學(xué)頭，光學(xué)頭根據(jù)接收到的信號(hào)進(jìn)行位移，并將信號(hào)傳遞至位移傳感器，位移傳感器通過光電變換器和信號(hào)放大器將信號(hào)傳遞至信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)，并通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息傳輸至控制系統(tǒng)，最終形成傳遞函數(shù)。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本系統(tǒng)可以方便快捷地進(jìn)行光學(xué)頭力矩器多項(xiàng)特性參數(shù)的測(cè)試，快速準(zhǔn)確；成本低廉，不超過現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)頭力矩器測(cè)試系統(tǒng)的十分之一；可以通過力矩器進(jìn)行虛擬裝配工藝模擬，定量分析裝配工藝對(duì)力矩器特性的影響，從而對(duì)重點(diǎn)裝配環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，以及對(duì)實(shí)際裝配工藝進(jìn)行指導(dǎo)和改進(jìn)，可以對(duì)力矩器可動(dòng)部的前100階模態(tài)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)模態(tài)對(duì)光學(xué)中心振動(dòng)的貢獻(xiàn)度大小，選出可動(dòng)部模態(tài)中的實(shí)際有效模態(tài)，可以根據(jù)力矩器預(yù)定參數(shù)設(shè)計(jì)目標(biāo)值，建立力矩器的實(shí)體模型、電磁場(chǎng)模型、流體場(chǎng)模型，進(jìn)一步通過對(duì)這些數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)分析和耦合場(chǎng)分析等，獲取所設(shè)計(jì)力矩器的特性參數(shù)值；依據(jù)仿真特性結(jié)果與目標(biāo)值的差異，進(jìn)行一系列結(jié)構(gòu)、磁路、阻尼等優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)，借助靈敏度分析法和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)法等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，最終獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化后的特性參數(shù)結(jié)果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖所示一種光學(xué)頭力矩器傳遞函數(shù)自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)，包括光學(xué)頭1、位移傳感器2、光電變換器3、信號(hào)放大器4、信號(hào)轉(zhuǎn)換器5、負(fù)反饋放大模塊6以及控制系統(tǒng)7,其信號(hào)傳遞關(guān)系如下:
[0012]控制系統(tǒng)7輸出不同頻率的數(shù)字測(cè)試信號(hào)至信號(hào)轉(zhuǎn)換器5，信號(hào)轉(zhuǎn)換器5將傳至其中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)傳遞給負(fù)反饋放大模塊6，通過負(fù)反饋放大模塊6的調(diào)節(jié)將與控制系統(tǒng)7提供數(shù)字測(cè)試信號(hào)的等值的模擬信號(hào)傳遞至光學(xué)頭1，光學(xué)頭I根據(jù)接收到的信號(hào)進(jìn)行位移，并將信號(hào)傳遞至位移傳感器2，位移傳感器2通過光電變換器3和信號(hào)放大器4將信號(hào)傳遞至信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)5，并通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息傳輸至控制系統(tǒng)6，最終形成傳遞函數(shù)，所述的負(fù)反饋放大模塊6包括基本放大器61與反饋網(wǎng)絡(luò)62，信號(hào)經(jīng)基本放大器放大，若經(jīng)放大后的信號(hào)與所述控制系統(tǒng)輸出的數(shù)字測(cè)試信號(hào)等值，則直接傳送至光學(xué)頭，若經(jīng)放大后的信號(hào)大于所述控制系統(tǒng)輸出的數(shù)字測(cè)試信號(hào)，則通過反饋網(wǎng)絡(luò)反饋至信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換后再傳輸至控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。
[0013]本系統(tǒng)可以方便快捷地進(jìn)行光學(xué)頭力矩器多項(xiàng)特性參數(shù)的測(cè)試，快速準(zhǔn)確；成本低廉，不超過現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)頭力矩器測(cè)試系統(tǒng)的十分之一；可以通過力矩器進(jìn)行虛擬裝配工藝模擬，定量分析裝配工藝對(duì)力矩器特性的影響，從而對(duì)重點(diǎn)裝配環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，以及對(duì)實(shí)際裝配工藝進(jìn)行指導(dǎo)和改進(jìn)，可以對(duì)力矩器可動(dòng)部的前100階模態(tài)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)模態(tài)對(duì)光學(xué)中心振動(dòng)的貢獻(xiàn)度大小，選出可動(dòng)部模態(tài)中的實(shí)際有效模態(tài)，可以根據(jù)力矩器預(yù)定參數(shù)設(shè)計(jì)目標(biāo)值，建立力矩器的實(shí)體模型、電磁場(chǎng)模型、流體場(chǎng)模型，進(jìn)一步通過對(duì)這些數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)分析和耦合場(chǎng)分析等，獲取所設(shè)計(jì)力矩器的特性參數(shù)值；依據(jù)仿真特性結(jié)果與目標(biāo)值的差異，進(jìn)行一系列結(jié)構(gòu)、磁路、阻尼等優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)，借助靈敏度分析法和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)法等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，最終獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化后的特性參數(shù)結(jié)果。
[0014]這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中，因此，本發(fā)明不受本實(shí)施例的限制，任何采用等效替換取得的技術(shù)方案均在本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)頭力矩器自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)，其特征為，包括光學(xué)頭、位移傳感器、光電變換器、信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、負(fù)反饋放大模塊以及控制系統(tǒng)，其信號(hào)傳遞關(guān)系如下: 控制系統(tǒng)輸出不同頻率的數(shù)字測(cè)試信號(hào)至信號(hào)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)轉(zhuǎn)換器將傳至其中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)傳遞給負(fù)反饋放大模塊，通過負(fù)反饋放大模塊的調(diào)節(jié)將與控制系統(tǒng)提供數(shù)字測(cè)試信號(hào)的等值的模擬信號(hào)傳遞至光學(xué)頭，光學(xué)頭根據(jù)接收到的信號(hào)進(jìn)行位移，并將信號(hào)傳遞至位移傳感器，位移傳感器通過光電變換器和信號(hào)放大器將信號(hào)傳遞至信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)，并通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息傳輸至控制系統(tǒng)，最終形成傳遞函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)頭力矩器自動(dòng)測(cè)試及分析系統(tǒng)，其特征為，所述的負(fù)反饋放大模塊包括基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)經(jīng)基本放大器放大，若經(jīng)放大后的信號(hào)與所述控制系統(tǒng)輸出的數(shù)字測(cè)試信號(hào)等值，則直接傳送至光學(xué)頭，若經(jīng)放大后的信號(hào)大于所述控制系統(tǒng)輸出的數(shù)字測(cè)試信號(hào)，則通過反饋網(wǎng)絡(luò)反饋至信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換后再傳輸至控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。
【文檔編號(hào)】G01M11/00GK103743546SQ201310726842
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】馬建設(shè), 周元理 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江晶鑫電子科技有限公司