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远距离目标激光精密跟踪控制系统设计

激光与光电子学进展 2024年

作者：陈本永赵梓辰裘天峰杨晔严利平谢建东楼盈天浙江理工大学信息科学与工程学院

针对目前激光跟踪测量技术中测量距离与跟踪控制参数的精确匹配问题，研制了一套基于距离自适应跟踪策略的远距离目标激光精密跟踪控制系统。根据在不同距离处所标定的电机跟踪控制参数，构建了基于最小二乘法多项式拟合的距离自适应参... 详细信息

针对目前激光跟踪测量技术中测量距离与跟踪控制参数的精确匹配问题，研制了一套基于距离自适应跟踪策略的远距离目标激光精密跟踪控制系统。根据在不同距离处所标定的电机跟踪控制参数，构建了基于最小二乘法多项式拟合的距离自适应参数模型，获得标定距离范围内与任意距离匹配的跟踪控制参数，实现了远距离目标的稳定跟踪；对所研制系统装置进行了跟踪控制参数标定实验、圆轨迹跟踪性能验证实验及目标轨迹坐标测量实验。实验结果表明，所设计跟踪系统可实现50m范围内运动目标的稳定跟踪测量，且跟踪速度均不低于500mm/s，可应用于远距离动态目标的精密跟踪测量。

关键词：激光跟踪自适应控制跟踪策略最小二乘法

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大范围高精度的纳米测量现状与发展趋势

光学技术 2005年第2期31卷 302-305,308页

作者：韦丰陈本永丁启全浙江大学机械工程系浙江杭州310027 浙江理工大学测控系浙江杭州310033

介绍了用于大范围高精度纳米测量的方法和当前的发展动态。给出了大范围高精度纳米测量所取得的成果及具体的仪器装置。提出了一种基于合成波长条纹细分原理的新颖的纳米测量方法,在数十毫米的测量范围内,理论上可以达到1/440000的细分... 详细信息

介绍了用于大范围高精度纳米测量的方法和当前的发展动态。给出了大范围高精度纳米测量所取得的成果及具体的仪器装置。提出了一种基于合成波长条纹细分原理的新颖的纳米测量方法,在数十毫米的测量范围内,理论上可以达到1/440000的细分系数。

关键词：纳米测量光学干涉仪自混频干涉扫描探针显微镜合成波长

基于卷积神经网络智能识别吸收峰的激光稳频方法

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中国激光 2023年

作者：陈本永赵勇楼盈天严利平谢建东于良唐健钧浙江理工大学精密测量技术实验室

针对饱和吸收光谱激光稳频技术中多吸收峰难以自动识别、误差信号灵敏度低的问题，提出一种基于卷积神经网络(CNN)智能识别铷原子吸收峰的激光频率锁定方法。首先设计了大小卷积核相结合的五个“卷积-Re LU-最大池化”模块+两层全连接... 详细信息

针对饱和吸收光谱激光稳频技术中多吸收峰难以自动识别、误差信号灵敏度低的问题，提出一种基于卷积神经网络(CNN)智能识别铷原子吸收峰的激光频率锁定方法。首先设计了大小卷积核相结合的五个“卷积-Re LU-最大池化”模块+两层全连接层的一维CNN，然后对激光器线性扫频获得包含24个饱和吸收峰的铷原子光谱信号Ssa(t)，提取每个吸收峰的位置序号，将其与Ssa(t)作为CNN训练的标签和数据，再利用训练后的CNN实现吸收峰智能识别；采用正交解调技术精确提取Ssa(t)相位，使本振信号相位与其自动匹配，提高误差信号的灵敏度。设计了基于上位机CNN智能寻峰+现场可编程门阵列(FPGA)实时信号处理的激光频率锁定系统，锁定后的激光频率与光频梳拍频结果表明，在7500 s内，激光频率波动标准差为7.94 kHz，平均时间为64 s时，相对阿伦方差达3.50×10-12。该方法可被广泛应用于饱和吸收光谱激光稳频领域。

关键词：饱和吸收光谱激光频率锁定卷积神经网络吸收峰智能识别铷原子

非规范格子离散非保守系统的Noether理论

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中国科学（G辑） 2009年第3期39卷 1320-1329页

作者：傅景礼陈立群陈本永浙江理工大学数学物理研究所杭州310018 上海大学力学系上海200444 浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

我们研究非规范格子离散非保守力学系统的Noether对称性和守恒量理论.我们定义了左的和右的变换算符和导数算符.基于非保守系统关于非规范格子的Hamilton作用量在时间和广义坐标无限小变换下的不变性,我们给出了离散版本的广义变分公式... 详细信息

我们研究非规范格子离散非保守力学系统的Noether对称性和守恒量理论.我们定义了左的和右的变换算符和导数算符.基于非保守系统关于非规范格子的Hamilton作用量在时间和广义坐标无限小变换下的不变性,我们给出了离散版本的广义变分公式.利用这个公式,我们得到了系统离散版本的广义Noether恒等式,广义准极值方程及其性质.我们也得到了离散非保守系统的Noether守恒量和广义Noether定理.最后,我们研究了一个例子.

关键词： Noether对称性变分公式准极值方程守恒量离散非保守系统

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纳米测量技术的挑战与机遇

仪器仪表学报 2005年第5期26卷 547-550页

作者：陈本永李达成浙江理工大学微纳米测控技术中心杭州310018 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

纳米测量技术是纳米科学技术的基础学科之一。纳米科学技术的快速发展,不但给纳米测量技术提出了挑战,同时也给纳米测量技术提供了全新发展的机遇。综述了国内外纳米测量技术发展的现状,重点讨论了纳米材料、纳米电子学和纳米生物学等... 详细信息

纳米测量技术是纳米科学技术的基础学科之一。纳米科学技术的快速发展,不但给纳米测量技术提出了挑战,同时也给纳米测量技术提供了全新发展的机遇。综述了国内外纳米测量技术发展的现状,重点讨论了纳米材料、纳米电子学和纳米生物学等领域所涉及的纳米测量与性能表征的难题和挑战,论述了纳米科技成果给纳米测量技术带来的发展机遇,最后对纳米测量技术的发展方向做了展望。

关键词：纳米测量技术纳米科学技术纳米生物学纳米电子学基础学科纳米材料性能表征发展机遇科技成果发展方向国内外

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精密磁悬浮工作平台的力特性分析

中国电机工程学报 2008年第21期28卷 118-122页

作者：郭亮陈本永浙江理工大学纳米测量技术实验室浙江省杭州市310018

构建了一种新型磁悬浮工作平台结构,该平台结构利用永磁直线电机提供水平洛仑兹力,利用电磁铁提供垂直电磁吸力,悬浮和驱动部分相互独立,避免了两者间的耦合问题,具有出力大、运动范围广、定位精密的特点。为了研究磁场饱和、纵向边端... 详细信息

构建了一种新型磁悬浮工作平台结构,该平台结构利用永磁直线电机提供水平洛仑兹力,利用电磁铁提供垂直电磁吸力,悬浮和驱动部分相互独立,避免了两者间的耦合问题,具有出力大、运动范围广、定位精密的特点。为了研究磁场饱和、纵向边端效应和倾斜角度等因素对磁场的影响,基于有限元数值方法建立了该平台的数学模型,并在模型的基础上对该平台的力特性进行了详细分析,获得了推力和悬浮力与气隙高度、电流和倾斜角度间的变化对应关系。分析结果表明该平台的电磁力具有较好的线性度,降低了控制的复杂度。

关键词：磁悬浮精密工作平台有限元法推力悬浮力

一种新型的干涉条纹软件计数方法及其实现研究

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传感技术学报 2004年第3期17卷 371-374,406页

作者：陈本永吴晓维李达成浙江理工大学测控科学与技术系杭州310033 清华大学精密仪器与机械学系北京100084

一般的光学干涉条纹计数方法都是对两路相位差为π/ 2的干涉条纹信号进行整形计数 ,此种方法简便易行 ,但是当条纹信号在半个周期内发生振荡变化时 ,容易出现对信号的变化方向产生判别错误 ,从而导致最后的计数结果出现误差。针对此种缺... 详细信息

一般的光学干涉条纹计数方法都是对两路相位差为π/ 2的干涉条纹信号进行整形计数 ,此种方法简便易行 ,但是当条纹信号在半个周期内发生振荡变化时 ,容易出现对信号的变化方向产生判别错误 ,从而导致最后的计数结果出现误差。针对此种缺陷 ,本文提出了一种新型的光学干涉条纹软件计数方法 :在信号过零点附近设置一对正、负阈值 ,当正弦信号上跳过正阈值或下跳过负阈值时 ,根据此时对应的余弦信号是正还是负来判断此时被测物体的正、反向运动和进行加、减计数 ;而当正弦信号下跳过正阈值或上跳过负阈值时 ,根据判断此时正弦信号的运动方向与前次正弦信号跳过阈值时是否相同来进行加减计数。该计数方法能对干涉条纹信号的振荡变化进行准确判向 ,因此能提高计数的可靠性 ,而且具有智能性 ,适应性强。

关键词：干涉条纹计数判向阈值软件

基于锁相混频原理的高精度激光外差干涉信号的处理方法研究

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传感技术学报 2005年第3期18卷 547-550页

作者：张贵珍陈本永周砚江浙江理工大学测控科学与技术系杭州310018

利用锁相环实现拍频转换,将高频干涉拍频信号降频至1.0 kHz,通过填脉冲式测相方法获得被测相位差。实验结果表明利用该方法在拍频转换后易于获得0.078°的高精度相位差,而且该方法具有实现电路简单、频率稳定性高和相位跟踪稳定的优点。

关键词：外差干涉信号处理锁相环混频

精密直线位移工作台单神经元自适应PID控制方法研究

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传感技术学报 2004年第4期17卷 583-586页

作者：陈本永吴晓维张建新浙江理工大学测控科学与技术系杭州310018

设计并实现了一套直线位移工作台的精密运动控制系统 ,建立了直线位移工作台系统各组成部分的数学模型 ;在分析研究常规PID控制的基础上 ,针对精密直线位移工作台对定位、响应速度、运动方向等方面的高精度要求 ,提出了一种适合于高精... 详细信息

设计并实现了一套直线位移工作台的精密运动控制系统 ,建立了直线位移工作台系统各组成部分的数学模型 ;在分析研究常规PID控制的基础上 ,针对精密直线位移工作台对定位、响应速度、运动方向等方面的高精度要求 ,提出了一种适合于高精度直线位移工作台的单神经元自适应PID控制策略 ,实现了对直线位移工作台的精密运动控制 ;经实验表明该精密直线位移工作台单神经元自适应PID控制具有良好的动态性能、自适应能力和较强的鲁棒性。

关键词：工作台单神经元 PID 自适应控制