節(jié)器元件構(gòu)造用于在通過處理所接收的測量信號來在 微機械執(zhí)行器的極點-零點圖中進行修改時通過處理所接收的測量信號使微機械執(zhí)行器 的第一模態(tài)的復極點朝閉合調(diào)節(jié)回路的極點-零點圖中的實軸方向移動。因此降低或者最 小化閉合調(diào)節(jié)回路中的微機械執(zhí)行器的第一模態(tài)的品質(zhì)并且因此對于圖像構(gòu)建和圖像投 影沒有不利。
[0037] 在一種實施方式中，第二調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造用于在修改時消除所接收的信號的第一 模態(tài)并且在所接收的測量信號的極點-零點圖中設(shè)置具有預給定的衰減因子的附加極點。 由此降低或者最小化閉合調(diào)節(jié)回路中的微機械執(zhí)行器的第一模態(tài)的品質(zhì)并且對于圖像構(gòu) 建或者圖像投影沒有不利。
[0038] 在一種實施方式中，第三調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造為PID調(diào)節(jié)器元件。這使得能夠非常簡 單地實現(xiàn)第三調(diào)節(jié)器元件。第三調(diào)節(jié)器元件的其他的實施同樣是可能的。
[0039] 在一種實施方式中，第一調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造為數(shù)字濾波器元件、尤其構(gòu)造為IIR濾 波器元件和/或陷波濾波器元件和/或FIR濾波器元件。這使得第一調(diào)節(jié)器元件的非常 簡單的、不太復雜的實現(xiàn)和第一調(diào)節(jié)器元件的非常靈活的匹配成為可能。
[0040] 所述實施方式和擴展方案只要合理就可以任意地相互組合。本發(fā)明的其他可能的 構(gòu)型、擴展方案和實現(xiàn)也包括先前或者以下參照實施例描述的本發(fā)明特征的未明確提及的 組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在此尤其也可以將單個方面作為改進或補充添加進本發(fā)明的相應基 本形式。
【附圖說明】
[0041] 下面根據(jù)在示意圖中說明的實施例詳細解釋本發(fā)明。在此示出：
[0042] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器的一種實施方式的框圖；
[0043] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的和根據(jù)本發(fā)明的微鏡系統(tǒng)的一種實施方式的 框圖；
[0044] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施方式的流程圖；
[0045] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器的另一種實施方式的框圖；
[0046] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第三調(diào)節(jié)器元件的一種實施方式的框圖；
[0047] 圖6示出微鏡的波特圖；
[0048] 圖7示出用于圖6的微鏡的一種改變了的頻率特性曲線；
[0049] 圖8示出用于圖6的微鏡的一種改變了的波特圖；
[0050] 圖9示出用于不同的MEMS鏡的波特圖；
[0051] 圖10示出在時域中的用于控制MEMS鏡的可能的鋸齒波信號；
[0052] 圖11示出在頻域中的用于控制MEMS鏡的一種可能的鋸齒波信號。
[0053] 在所有的附圖中相同的或者功能相同的元件和設(shè)備-只要不另外說明-設(shè)有相同 的參考標記。
【具體實施方式】
[0054] 微機械執(zhí)行器在本專利申請的范圍中可以理解為一種由非常小的機械結(jié)構(gòu)組成 的執(zhí)行器，所述機械結(jié)構(gòu)能夠以電的方式被控制。這樣的執(zhí)行器以術(shù)語MEMS (Micro-Elect rical-Mechanical-System :微電機械系統(tǒng)）著稱。
[0055] -種可能的微機械執(zhí)行器例如是一種所謂的微鏡。微鏡例如在視頻投影儀中使 用，以便將光源的光逐行地投影到銀幕上。
[0056] 為能夠在視頻投影儀使用這樣的微鏡，需要準確地控制微鏡的偏轉(zhuǎn)。對于準確的 控制重要的是對這樣的微鏡的傳遞函數(shù)的了解。傳遞函數(shù)例如可以表達為：
【主權(quán)項】
1. 一種用于控制微機械執(zhí)行器（2)的調(diào)節(jié)器（1)，所述調(diào)節(jié)器： 具有第一信號輸入端（3)，所述第一信號輸入端構(gòu)造用于接收參考信號（4); 具有第二信號輸入端巧），所述第二信號輸入端構(gòu)造用于接收測量信號化），所述測量 信號表征所記錄的、所述微機械執(zhí)行器（2)對控制信號（7)的響應； 具有第一調(diào)節(jié)器元件巧），所述第一調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造用于在所接收的參考信號（4)中 濾波和/或衰減預給定的頻率模態(tài)和/或預給定的頻率分量并且輸出經(jīng)濾波的和/或經(jīng)衰 減的參考信號（12); 具有第二調(diào)節(jié)器元件巧），所述第二調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造用于修改所接收的測量信號化） 并且輸出所修改的測量信號，所述修改的方式是，所述第二調(diào)節(jié)器元件通過在所述閉合調(diào) 節(jié)回路中處理所接收的測量信號（6)使所述微機械執(zhí)行器（2)的第一模態(tài)的和/或其他模 態(tài)的品質(zhì)最小化； 具有第=調(diào)節(jié)器元件（10)，所述第=調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造用于將經(jīng)濾波的和/或經(jīng)衰減的 參考信號（12)和所接收的測量信號（6)之間的調(diào)節(jié)偏差最小化并且輸出經(jīng)最小化的參考 信號（14); 具有第四調(diào)節(jié)器元件（11)，所述第四調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造用于對于至少一個預給定的頻率 旋轉(zhuǎn)所述經(jīng)最小化的參考信號（14)和所修改的測量信號（13)的差的相位并且將其作為所 述控制信號（7)向所述微機械執(zhí)行器（2)傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述第四調(diào)節(jié)器元件（11)構(gòu)造用于將所述相位從-180°到-360°旋轉(zhuǎn)到0° 到-180。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述第二調(diào)節(jié)器元件構(gòu)造用于在所述修改時在所述微機械執(zhí)行器（2)的極點-零點圖 中通過處理所接收的測量信號（6)使所述微機械執(zhí)行器（2)的第一模態(tài)的和/或其他模態(tài) 的復極點朝所述閉合調(diào)節(jié)回路中的微機械執(zhí)行器（2)的極點-零點圖中的實軸方向移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述第二調(diào)節(jié)器元件（9)構(gòu)造用于在所述修改時通過處理所接收的測量信號（6)來完 全消除所述微機械執(zhí)行器（2)的第一模態(tài)和/或其他模態(tài)并且此外通過在所述閉合調(diào)節(jié)回 路中處理所接收的測量信號（6)在所述微機械執(zhí)行器（2)的極點-零點圖中設(shè)置具有預給 定的衰減因子的附加極點。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述第S調(diào)節(jié)器元件（10)構(gòu)造為PID調(diào)節(jié)器元件（10)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于， 所述第一調(diào)節(jié)器元件（8)構(gòu)造為數(shù)字濾波器元件巧）、尤其構(gòu)造為IIR濾波器元件和/ 或陷波濾波器元件和/或FIR濾波器元件。
7. -種用于控制微機械執(zhí)行器（2)的控制系統(tǒng)（20)，其 具有信號發(fā)生器（21)，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于輸出參考信號（4); 具有根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的調(diào)節(jié)器（1)，所述調(diào)節(jié)器構(gòu)造用于接收所述參 考信號（4)和輸出用于所述微機械執(zhí)行器（2)的控制信號（7); 具有第一信號預處理單元（22)，所述第一信號預處理單元構(gòu)造用于預處理并且向所述 微機械執(zhí)行器（2)傳輸所述控制信號（7); 具有第二信號預處理單元（23)，所述第二信號預處理單元構(gòu)造用于記錄所述微機械執(zhí) 行器（2)對所述控制信號（7)的響應并且向所述調(diào)節(jié)器傳輸表征所記錄的響應的測量信號 化)。
8. -種微鏡系統(tǒng)（24)，其 具有至少一個微鏡（25);和 具有至少一個根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)（20)，所述控制系統(tǒng)構(gòu)造用于控制所述 微鏡（25)。
9. 一種用于控制微機械執(zhí)行器（2)的方法，其具有W下步驟： 接收（S1)參考信號（4); 接收（S2)測量信號化），所述測量信號（6)表征所記錄的、所述微機械執(zhí)行器（2)對控 制信號（7)的響應； 在所述參考信號（4)中濾波（S3)和/或衰減預給定的頻率模態(tài)和/或預給定的頻率 分量； 修改（S4)所接收的測量信號化），其方式是，通過在所述閉合調(diào)節(jié)回路中處理所接收 的測量信號（6)使所述第一模態(tài)的和/或其他模態(tài)的品質(zhì)最小化； 將經(jīng)濾波的和/或經(jīng)衰減的參考信號（12)和所接收的測量信號（6)之間的調(diào)節(jié)偏差 最小化（S5)并且輸出經(jīng)最小化的參考信號（14); 對于至少一個預給定的頻率旋轉(zhuǎn)（S6)所述經(jīng)最小化的參考信號（14)和所修改的測量 信號（13)的差的相位；并且 將所述經(jīng)最小化的參考信號（14)和所修改的測量信號（13)的具有所旋轉(zhuǎn)的相位的差 作為所述控制信號（7)向所述微機械執(zhí)行器（2)傳輸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于， 在所述相位的旋轉(zhuǎn)（S6)時將所述相位從-180°到-360°旋轉(zhuǎn)到0°到-180°。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9和10中任一項所述的方法，其特征在于， 在修改（S4)所接收的測量信號時： 在所述微機械執(zhí)行器（2)的極點-零點圖中通過處理所接收的測量信號（6)使所述閉 合調(diào)節(jié)回路中的微機械執(zhí)行器（2)的第一模態(tài)的和/或其他模態(tài)的復極點朝所述閉合調(diào)節(jié) 回路的極點-零點圖中的實軸方向移動；和/或 通過處理所接收的測量信號（6)來完全衰減和/或消除所述微機械執(zhí)行器（2)的第一 模態(tài)和/或其他模態(tài)并且此外通過處理所接收的測量信號（6)來在所述閉合調(diào)節(jié)回路的極 點-零點圖中設(shè)置具有預給定的衰減因子的附加極點。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于控制微機械執(zhí)行器的調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器具有：第一信號輸入端，用于接收參考信號；第二信號輸入端，用于接收測量信號；第一調(diào)節(jié)器元件，用于在接收的參考信號中濾波和/或衰減預給定的頻率模態(tài)和/或頻率分量并輸出經(jīng)濾波的和/或衰減的參考信號；第二調(diào)節(jié)器元件，用于修改接收的測量信號并輸出修改的測量信號；第三調(diào)節(jié)器元件，用于將經(jīng)濾波的和/或衰減的參考信號和接收的測量信號之間的調(diào)節(jié)偏差最小化并輸出經(jīng)最小化的參考信號；第四調(diào)節(jié)器元件，用于對于至少一個預給定的頻率旋轉(zhuǎn)經(jīng)最小化的參考信號和修改的測量信號的差的相位并將其作為控制信號向微機械執(zhí)行器傳輸。本發(fā)明還公開相應控制系統(tǒng)、相應微鏡系統(tǒng)和相應方法。
【IPC分類】G05B11-42, G05D19-02
【公開號】CN104678760
【申請?zhí)枴緾N201410654331
【發(fā)明人】M·L·A·迪布斯
【申請人】羅伯特·博世有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年8月26日
【公告號】DE102013217102A1, US20150066161