激光干涉測量技術以其測量準確度高、分辨力良好和測量范圍大等特點,廣泛應用于芯片加工,高精密設備制造等領域的精度檢測工作中。不斷提高的加工制造精度對生產(chǎn)工藝水平提出越來越高的要求,這使得相關的高精密測量技術精度也必須得到相應的提升。拍頻Fabry-Perot（法布里-珀羅,下文簡稱F-P）激光干涉測量技術能把位移,應變等常規(guī)幾何量的測量溯源到時間頻率上。其測量準確度理論上可以達到皮米量級,其測量準確度能夠滿足現(xiàn)代生產(chǎn)工藝測量技術的計量體系精度要求,因此開展高精度的拍頻F-P激光干涉測量技術研究具有重要的研究意義。論文介紹了拍頻F-P干涉測量技術和常用控制方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,描述了拍頻F-P激光干涉測量原理,分析了測量系統(tǒng)相關的儀器設備的工作特性,引出了整個測量過程中微動控制和透射光強峰值鎖定控制設計優(yōu)化的必要性。首先提出了采用一種基于積分分離的數(shù)字增量型梯形PID控制方法來對微動系統(tǒng)的控制性能進行有效的優(yōu)化,從而提高其定位準確度;其次采用神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化后的模糊PID控制方法對透射光強峰值鎖定的控制性能進行改善,從而提高測量系統(tǒng)光強鎖峰準確度。為了有效地消除實際數(shù)據(jù)采集過程中存在的多種小幅... 

【文章來源】：浙江理工大學浙江省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ干涉原理圖??如圖１．１所示，平面鏡０１和Ｇ２構成了?Ｆ－Ｐ空氣諧振腔，從Ｓ處出射的發(fā)散光通過??

浙江理工大學碩士學位論文?拍頻Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ激光干涉測量系統(tǒng)控制方法及軟件設計研究??＾Ｂ——————??圖１．２?Ｆ－Ｐ干涉條紋??Ｆ－Ｐ標準具主要是利用Ｆ－Ｐ諧振腔的選頻作用對通過的光波根據(jù)其頻率特性進行過??濾。不同諧振腔長的Ｆ－Ｐ標準具能夠使不同特定頻率的光波通過，從而出現(xiàn)了?Ｆ－Ｐ可調(diào)??諧濾波器。其中，最常用的濾波器是壓電陶瓷（ＰＺＴ）驅動的光纖Ｆ－Ｐ（ＦＦＰ）濾波器，它在光??學傳感、光譜分析以及光纖通信等領域得到廣泛應用。例如，在光纖式布拉格光柵（ＦＢＧ）??傳感器系統(tǒng)應用中，ＦＦＰ濾波器經(jīng)常被用來解調(diào)ＦＢＧ反射或者透射的中心波長。２０１７??年，李元元等人研發(fā)了一種基于ＭＥＭＳ技術的新型Ｆ－Ｐ濾波器，其體積微小，具有良好??的調(diào)諧控制性能和波長選擇性，能夠很好地改善Ｆ－Ｐ濾波器在光學通信中的應用性能［５］。??２０１８年，路元剛等人針對Ｆ－Ｐ濾波器中壓電陶瓷存在的遲滯和蠕變特性，提出了一種基??于壓電陶瓷遲滯蠕變補償控制和熱標準具的Ｆ－Ｐ濾波器解調(diào)方法如圖１．３為基于標準??具的ＦＢＧ傳感系統(tǒng)結構圖。??／?Ａ????｜?Ｆ－Ｐ光纖?＿????寬帶光源?Ｔ＼?ｔ￣＾?＂＂Ｏｖ３）！?ＦＢＣ，???＾隔離器?＿〒器＿?５ｊ?ｊ??Ｉ驅動電路?準??Ｉ?具??Ｉ?Ｄ／Ａ?Ｖ?Ｉ??Ｖ?Ｖ??＇－ｒ?Ｖ??ｉ?Ａ／Ｄ??＼?ｒ???１計算機??圖１．３基于標準具的ＦＢＧ傳感系統(tǒng)結構圖??相比于Ｆ－Ｐ標準具，Ｆ－Ｐ干涉儀更側重于使用Ｆ－Ｐ諧振腔腔長和干涉激光的相位或??者諧振頻率的對應關系來測量工業(yè)生產(chǎn)中的重要參量。其中，光纖式Ｆ－Ｐ傳感器是利用?

浙江理工大學碩士學位論文?拍頻Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ激光干涉測量系統(tǒng)控制方法及軟件設計研究??＾Ｂ——————??圖１．２?Ｆ－Ｐ干涉條紋??Ｆ－Ｐ標準具主要是利用Ｆ－Ｐ諧振腔的選頻作用對通過的光波根據(jù)其頻率特性進行過??濾。不同諧振腔長的Ｆ－Ｐ標準具能夠使不同特定頻率的光波通過，從而出現(xiàn)了?Ｆ－Ｐ可調(diào)??諧濾波器。其中，最常用的濾波器是壓電陶瓷（ＰＺＴ）驅動的光纖Ｆ－Ｐ（ＦＦＰ）濾波器，它在光??學傳感、光譜分析以及光纖通信等領域得到廣泛應用。例如，在光纖式布拉格光柵（ＦＢＧ）??傳感器系統(tǒng)應用中，ＦＦＰ濾波器經(jīng)常被用來解調(diào)ＦＢＧ反射或者透射的中心波長。２０１７??年，李元元等人研發(fā)了一種基于ＭＥＭＳ技術的新型Ｆ－Ｐ濾波器，其體積微小，具有良好??的調(diào)諧控制性能和波長選擇性，能夠很好地改善Ｆ－Ｐ濾波器在光學通信中的應用性能［５］。??２０１８年，路元剛等人針對Ｆ－Ｐ濾波器中壓電陶瓷存在的遲滯和蠕變特性，提出了一種基??于壓電陶瓷遲滯蠕變補償控制和熱標準具的Ｆ－Ｐ濾波器解調(diào)方法如圖１．３為基于標準??具的ＦＢＧ傳感系統(tǒng)結構圖。??／?Ａ????｜?Ｆ－Ｐ光纖?＿????寬帶光源?Ｔ＼?ｔ￣＾?＂＂Ｏｖ３）！?ＦＢＣ，???＾隔離器?＿〒器＿?５ｊ?ｊ??Ｉ驅動電路?準??Ｉ?具??Ｉ?Ｄ／Ａ?Ｖ?Ｉ??Ｖ?Ｖ??＇－ｒ?Ｖ??ｉ?Ａ／Ｄ??＼?ｒ???１計算機??圖１．３基于標準具的ＦＢＧ傳感系統(tǒng)結構圖??相比于Ｆ－Ｐ標準具，Ｆ－Ｐ干涉儀更側重于使用Ｆ－Ｐ諧振腔腔長和干涉激光的相位或??者諧振頻率的對應關系來測量工業(yè)生產(chǎn)中的重要參量。其中，光纖式Ｆ－Ｐ傳感器是利用?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于模糊PID的高精度溫度控制系統(tǒng)[J]. 張寶峰,張燿,朱均超,豆梓文,符燁.  傳感技術學報. 2019(09)
[2]高精度激光器電流驅動與交流溫控系統(tǒng)設計[J]. 繆存孝,邢國柱,劉建豐,萬雙愛,楊競,閆曉強.  紅外與激光工程. 2019(09)
[3]螺桿樁機動力頭雙電機模糊控制策略研究[J]. 吳龍正,馬飛,廖哲.  機電工程. 2019(10)
[4]離子聚合物-金屬復合材料模糊PID控制方法研究[J]. 胡小品,常龍飛,李超群,卞長生,朱子才.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2019(08)
[5]基于GA優(yōu)化BP網(wǎng)絡的永磁同步電機PID控制方法研究[J]. 張震,張豐收,宋衛(wèi)東.  電力科學與工程. 2019(08)
[6]光柵精密位移測量技術發(fā)展綜述[J]. 高旭,李舒航,馬慶林,陳偉.  中國光學. 2019(04)
[7]超聲波電機專家PID轉速控制[J]. 周穎,史敬灼.  微電機. 2019(07)
[8]基于神經(jīng)網(wǎng)絡PID的無人機自適應變量噴霧系統(tǒng)的設計與試驗[J]. 岑振釗,岳學軍,王林惠,凌康杰,程子耀,盧楊.  華南農(nóng)業(yè)大學學報. 2019(04)
[9]專家PID動態(tài)控制窄縫挑坎形態(tài)的研究[J]. 徐洪.  科技創(chuàng)新與應用. 2019(19)
[10]一種基于法布里-珀羅干涉儀的位移測量方法[J]. 任冬梅,朱振宇,段小艷,李華豐,萬宇.  計測技術. 2018(04)

博士論文
[1]基于Fabry-Perot干涉與原子晶格間距的微位移計量及溯源研究[D]. 崔建軍.天津大學 2014

碩士論文
[1]法—珀干涉微位移測量快速換模鎖相技術研究[D]. 童中雷.浙江理工大學 2018
[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制的水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究[D]. 邢鵬飛.華北水利水電大學 2017



本文編號：3057230