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轴系对中系统PSD线性化方法与实验研究

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摘要

第一章 绪论

1.2 PSD发展历史与应用研究现状

1.3 PSD非线性校正发展趋势

1.3 课题研究目的和意义

1.4 课题的主要研究内容

第二章 系统整体方案设计

2.1 光斑坐标处理模块

2.2 PSD数据处理与采集模块

2.3 微位移平台通信及控制模块

第三章 系统硬件构成

3.1 位置敏感探测器(PSD)

3.2 PSD外围处理电路

3.3 系统光源的选取

3.4 微位移平台

3.5 实验台架结构设计

第四章 系统软件及算法设计

4.1 基于LabVIEW的系统软件设计

4.2 PSD线性化算法设计

第五章 实验与结果分析

5.1 消除背景光和暗电流的方法

5.2 实验

5.3 网络训练及误差分析

5.4 MATLAB与LabVIEW混合编程

第六章 总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录一 PSD数据采集及线性化实验数据

附录二 攻读硕士学位期间发表的学术论文

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摘要

针对应用于轴系对中系统的位置敏感探测器(Position Sensitive Detector)存在较大非线性误差,为改善PSD性能、提高对中的测试精度,在分析了PSD结构和测量原理的基础上,设计了基于PI微位移平台的在线校定装置,开发了基于LabVIEW的微位移平台运动和PSD数据采集的软件程序,进行了数据采集实验。利用神经网络具有高度非线性的特点,提出了基于BP神经网络的非线性校正算法,通过对神经网络的训练建立了PSD输出坐标与其理想值间的非线性映射,实现了PSD的非线性校正,并对采集数据和校正后数据分别进行了MATLAB仿真分析。
  实验研究结果表明,基于BP神经网络的线性化算法实用高效。采用设计收敛精度为1.0×10-10的BP算法校正后,实验所用的滨松S1880型PSD线性度误差由0.117mm降低至0.0033mm,极大程度减少了非线性的影响,使得B区的线性度和数据置信度大幅改善,在不增加成本和设备复杂度的前提下,有效提高了整个对中系统的精度。

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