摘要：介绍了透射式激光莫尔信号的特性 ,并建立了双光栅衍射的数学模型。在此基础上设计了一套以工业控制计算机为核心的精密检测定位装置 ,利用两组衍射光栅 ,取其透射零次激光莫尔信号的差信号为控制信号 ,由微机控制实现高精度位置检测及自动定位。系统采用的差动光栅技术 ,极大地提高了位置检测信号的灵敏度与定位精度 ,实验结果表明 ,精密定位装置可获得± 0 .15μm的定位精度 ,对精密加工工程领域具有重要的实用价值。

摘要：利用激光莫尔技术设计了一种超精密定位装置,系统以工业控制计算机为核心,通过光、机、电的有机结合,可实现高精度位置检测及精密自动定位。针对系统存在非线性,精确控制模型难以建立的缺陷,将模糊神经网络应用于该控制系统中,给出了模糊推理BP网络模型,改造后的模糊控制系统具有了知识自动获取功能,能更好地适应工况环境。实验结果表明使用模糊神经网络控制,控制响应快、稳定性好、鲁棒性强。系统取得了亚微米级的定位精度,对超精密加工具有实用价值。

摘要：应用光学理论分析了一种纳米级位移分辨率的双级衍射光栅测量系统,建立了衍射莫尔信号与对应位移的数学模型,进而设计了一种基于激光莫尔信号的等离子体显示器(PDP)精密定位系统。系统以工业控制计算机为核心,取0次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位移检测及全自动精密定位,从而实现PDP前基板、阴罩板与后基板3者间的全自动精密对准。提出的精密定位粗控和微控的两段式复合控制方法,可实现大行程控制下的高精度定位。系统在软、硬件方面采取的一系列抗干扰措施,确保了较高的定位精度及工作可靠性。实验结果表明,研制的屏板精密定位系统可获得±1μm的定位精度。

摘要：应用光学理论研究了一种μm级位移分辨率的反射型双级光栅测量系统,建立了反射莫尔信号与对应位移的数学模型,通过计算机仿真分析了反射莫尔信号的位移特性,进而设计了一套基于反射光栅的精密定位系统。系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及超精密自动定位;采用的修正莫尔技术,极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度;通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位,实现高速高精度定位。实验结果表明,基于反射光栅的精密定位系统可获得±10nm的定位精度。

摘要：为实现NURBS曲面快速高精度实时差补,提出了基于修正型sigmoid函数的动力学模型,给出了最大速度、弓高误差、加工曲线的曲率半径和插补周期之间的约束条件.该模型在满足jerk、加速度、速度均连续的前提下,将常用的三次多项式S型以及三角多项式S型动力学模型的15个分段数减少至3个.在此基础上,提出采用差商代替导数的优化Adams算法,避免了常用的Taylor展开所遇到的高阶求导计算,求取了差补周期参数.最后通过减少低次零值B样条基函数的计算,对De Boor-Cox递推算法进行了简化设计,提出了精简型De Boor-Cox算法,缩减了计算量.仿真分析表明,所提算法可根据加工路径有效控制进给速度,在保证加工精度的同时,使计算量得到减少,提高了运算速度.实验结果显示本加工方法可以正确计算目标参数,并适合应用于实际加工系统.

摘要：为减小NURBS曲线插补过程中对机床产生的柔性冲击,针对目前常用的S型速度控制策略中加加速度不连续以及速度变化相对缓慢的问题,在满足加加速度最大值限制的前提下,提出了一种基于分数次幂多项式的速度控制方法。结合加工路径曲率变化设计了前瞻算法计算加减速位移,自适应确定减速点。仿真结果表明,该方法可以快速提高进给速度,实现加加速度的平滑过渡。

摘要：设计了一种基于激光莫尔信号的超精密平面定位装置,该装置可实现高精度位置检测及X-Y-θ 三自由度的全自动精密平面定位。激光莫尔信号传感器为相位相差 180°的两组衍射光栅,构成差动光栅技术,可有效提高位置检测信号灵敏度及定位精度。针对系统存在非线性,精确控制模型难以建立的缺陷,提出基于 RBF 神经网络的精密定位控制,其控制响应快、稳定性好、鲁棒性强,可有效改善控制质量,提高定位速度。实验结果表明,基于激光莫尔信号的精密定位装置可获得亚微米级的平面定位精度。

摘要：本文研究了双光栅衍射产生的莫尔信号的角位移特性,建立了精密角位移测量的数学模型,并进行了计算机仿真,用实验验证了激光莫尔信号特性的理论计算结果与实验测定结果的一致性。在此基础上利用激光莫尔信号设计了一套精密角位移测量与控制装置,取零次莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度角位移测量及全自动精密角度定位。采用的修正莫尔技术,可有效提高角位移检测信号的灵敏度及角度定位精度,且结构简单。实验结果表明,基于激光莫尔信号的精密测控装置可获得±50 nrad的角位移分辨率及±5μrad的角度定位精度。

摘要：在光学理论基础上,对反射型双光栅检测系统进行了研究。建立了以反射叠栅信号及其相应位移为对象的数学模型,并利用Matlab软件对反射叠栅信号其位移特性进行数值计算及分析仿真,经仿真研究发现,反射0次叠栅信号输出光波强度最强、呈现出稳定的规律性。据此,设计实现一种基于反射叠栅信号的超精密定位系统,以反射0次叠栅信号作为定位台的控制信号,在微型计算机闭环作用下,实现微定位工作台高精度位移偏差实时检测以及超高精度自动定位。对于反射定位系统存在的非线性、迟滞性等特点,提出基于模糊径向基函数(RBF)神经网络的智能比例积分微分(PID)控制技术,在二者共同作用下在线实时调整PID控制参数,实现PID控制的智能化,提高智能控制的自适应能力。结果表明,采用反射叠栅信号的智能PID控制系统抗干扰性强、定位效率高,可实现±10 nm的定位精度。

摘要：由于不同类型的精密定位装置存在着机械传动性能上的差异,使得莫尔信号的变化无法用统一的数学模型描述,因此利用差动莫尔信号在相平面中的疏密分布特性,在聚类分析基础上设计BP神经网络模式分类器,将精密定位控制问题转化为莫尔信号在相平面中的归类问题,由此实现了大步快速驱动与细分步驱动相结合的定位技术。实验表明该方法能够成功应用在精密定位控制中,并灵活解决了定位过程中速度与精度之间的矛盾。