一種光學頭力矩器傳遞函數自動測試及分析系統的製作方法

2023-06-08 01:44:41

一種光學頭力矩器傳遞函數自動測試及分析系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種光學頭力矩器自動測試系統，包括光學頭、位移傳感器、光電變換器、信號放大器、信號轉換器、負反饋放大模塊以及控制系統，便於在線檢測的測試光學頭力矩器特性參數的測試儀。
【專利說明】一種光學頭力矩器傳遞函數自動測試及分析系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高精的微型伺服控制關鍵組件的光學頭力矩器傳遞函數自動測試及分析系統。
【背景技術】
[0002]伺服控制系統是一個集系統設計、數學建模、系統仿真、實際製作、實時運行為一體的綜合技術。其中，對於非線性的傳感器與執行機構的傳遞函數的測試是一項極為重要的技術。
[0003]力矩器是光學頭伺服控制系統的核心組件，它可以實時調整物鏡的空間位置和姿態，用於保證透過力矩器物鏡的聚焦光斑能始終精確落在信息儲存檔片的信息軌道上實現數據的讀寫。力矩器屬於精密光機電組件，其性能直接決定了光學頭系統的性能。因此，需要對力矩器的特性進行測試。
[0004]目前，力矩器特性測試系統多是基於都卜勒測振儀來搭建的，通過對力矩器系統幅頻和相頻特性的提取來獲取相應的特性參數。因都卜勒測振儀價格很高，此類測試系統製造成本為60萬?100萬，非常昂貴；另外，採用現有技術中的力矩器特性測試系統也不便於在生產線上搭建，不利於在力矩器生產現場進行在線檢測，給力矩器生產時的產品性能實時監控帶來困難。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種光學頭力矩器自動測試及分析系統，便於在線檢測的測試光學頭力矩器特性參數的測試儀。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
[0007]—種光學頭力矩器傳遞函數自動測試及分析系統，包括光學頭、位移傳感器、光電變換器、信號放大器、信號轉換器、負反饋放大模塊以及控制系統，其信號傳遞關係如下:
[0008]控制系統輸出不同頻率的數字測試信號至信號轉換器，信號轉換器將傳至其中的數位訊號轉換為模擬信號，並將該模擬信號傳遞給負反饋放大模塊，通過負反饋放大模塊的調節將與控制系統提供數字測試信號的等值的模擬信號傳遞至光學頭，光學頭根據接收到的信號進行位移，並將信號傳遞至位移傳感器，位移傳感器通過光電變換器和信號放大器將信號傳遞至信號轉換器轉，並通過信號轉換器轉換成數字信息傳輸至控制系統，最終形成傳遞函數。
[0009]本發明的有益效果為:本系統可以方便快捷地進行光學頭力矩器多項特性參數的測試，快速準確；成本低廉，不超過現有技術中的光學頭力矩器測試系統的十分之一；可以通過力矩器進行虛擬裝配工藝模擬，定量分析裝配工藝對力矩器特性的影響，從而對重點裝配環節進行控制，以及對實際裝配工藝進行指導和改進，可以對力矩器可動部的前100階模態進行計算，根據模態對光學中心振動的貢獻度大小，選出可動部模態中的實際有效模態，可以根據力矩器預定參數設計目標值，建立力矩器的實體模型、電磁場模型、流體場模型，進一步通過對這些數學模型進行模態分析、諧響應分析、瞬態分析和耦合場分析等，獲取所設計力矩器的特性參數值；依據仿真特性結果與目標值的差異，進行一系列結構、磁路、阻尼等優化仿真實驗，藉助靈敏度分析法和多目標優化設計法等現代設計方法，最終獲得優化設計參數和優化後的特性參數結果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的系統原理圖【具體實施方式】
[0011]如圖所示一種光學頭力矩器傳遞函數自動測試及分析系統，包括光學頭1、位移傳感器2、光電變換器3、信號放大器4、信號轉換器5、負反饋放大模塊6以及控制系統7,其信號傳遞關係如下:
[0012]控制系統7輸出不同頻率的數字測試信號至信號轉換器5，信號轉換器5將傳至其中的數位訊號轉換為模擬信號，並將該模擬信號傳遞給負反饋放大模塊6，通過負反饋放大模塊6的調節將與控制系統7提供數字測試信號的等值的模擬信號傳遞至光學頭1，光學頭I根據接收到的信號進行位移，並將信號傳遞至位移傳感器2，位移傳感器2通過光電變換器3和信號放大器4將信號傳遞至信號轉換器轉5，並通過信號轉換器5轉換成數字信息傳輸至控制系統6，最終形成傳遞函數，所述的負反饋放大模塊6包括基本放大器61與反饋網絡62，信號經基本放大器放大，若經放大後的信號與所述控制系統輸出的數字測試信號等值，則直接傳送至光學頭，若經放大後的信號大於所述控制系統輸出的數字測試信號，則通過反饋網絡反饋至信號轉換器，將信號轉換後再傳輸至控制系統進行處理。
[0013]本系統可以方便快捷地進行光學頭力矩器多項特性參數的測試，快速準確；成本低廉，不超過現有技術中的光學頭力矩器測試系統的十分之一；可以通過力矩器進行虛擬裝配工藝模擬，定量分析裝配工藝對力矩器特性的影響，從而對重點裝配環節進行控制，以及對實際裝配工藝進行指導和改進，可以對力矩器可動部的前100階模態進行計算，根據模態對光學中心振動的貢獻度大小，選出可動部模態中的實際有效模態，可以根據力矩器預定參數設計目標值，建立力矩器的實體模型、電磁場模型、流體場模型，進一步通過對這些數學模型進行模態分析、諧響應分析、瞬態分析和耦合場分析等，獲取所設計力矩器的特性參數值；依據仿真特性結果與目標值的差異，進行一系列結構、磁路、阻尼等優化仿真實驗，藉助靈敏度分析法和多目標優化設計法等現代設計方法，最終獲得優化設計參數和優化後的特性參數結果。
[0014]這裡本發明的描述和應用是說明性的，並非想將本發明的範圍限制在上述實施例中，因此，本發明不受本實施例的限制，任何採用等效替換取得的技術方案均在本發明保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種光學頭力矩器自動測試及分析系統，其特徵為，包括光學頭、位移傳感器、光電變換器、信號放大器、信號轉換器、負反饋放大模塊以及控制系統，其信號傳遞關係如下: 控制系統輸出不同頻率的數字測試信號至信號轉換器，信號轉換器將傳至其中的數位訊號轉換為模擬信號，並將該模擬信號傳遞給負反饋放大模塊，通過負反饋放大模塊的調節將與控制系統提供數字測試信號的等值的模擬信號傳遞至光學頭，光學頭根據接收到的信號進行位移，並將信號傳遞至位移傳感器，位移傳感器通過光電變換器和信號放大器將信號傳遞至信號轉換器轉，並通過信號轉換器轉換成數字信息傳輸至控制系統，最終形成傳遞函數。
2.如權利要求1所述的一種光學頭力矩器自動測試及分析系統，其特徵為，所述的負反饋放大模塊包括基本放大器與反饋網絡，信號經基本放大器放大，若經放大後的信號與所述控制系統輸出的數字測試信號等值，則直接傳送至光學頭，若經放大後的信號大於所述控制系統輸出的數字測試信號，則通過反饋網絡反饋至信號轉換器，將信號轉換後再傳輸至控制系統進行處理。
【文檔編號】G01M11/00GK103743546SQ201310726842
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】馬建設, 周元理 申請人:鎮江晶鑫電子科技有限公司