·上一文章:基于Zigbee无线传感器网络定位问题的研究
·下一文章:基于DSP的MEMS陀螺仪信号处理平台的设计
中断程序主要用来检测移动镜组当前位置,并根据上位机的控制指令给定的目标位置计算出需要调节的位置偏差,设计位置校正调节器输出PWM电机控制信号。中断程序流程图如图5所示。
位置调节控制器采用经典的PID控制算法。在进行大小视场切换时,短时间内系统有很大的位置偏差,会造成PID运算的积分积累,从而引起系统较大的超调,甚至造成系统振荡,调节时间延长。为了消除积分饱和带来的不利影响,位置调节控制器采取积分分离算法:当系统偏差较大时采用PD控制避免较大超调又可以快速减少偏差;当偏差降低到一定程度后,采用PID控制保证系统的控制精度。积分分离控制算法可表示为:
式中:T为采样时间;β为积分项的开关系数:
4 实验结果
双视场红外光学系统的工作波段为3~5μm,视场宽为24°×18°,窄视场为4°×3°,短焦焦距20 mm,长焦焦距145 mm。大小视场切换距离为125 mm,移动镜组的定位精度要求小于20/μm。
通过实验测试,调焦系统可以在1 s的时间内实现大小视场的切换,调焦精度可以达到5 μm,满足系统要求的定位精度。图6为红外光学系统分别在大、小视场下的图像。
5 结 语
介绍一种双视场红外光学镜头调焦控制系统,采用移动镜组轴向移动方式实现变焦,仅需一套机电装置即可同时实现视场变换和调焦的功能,有效地控制了轴向尺寸,使其结构更加紧凑。控制系统采用了高性能的TMS320LF2407A芯片作为系统的控制单元,使得整个硬件电路的设计简单可靠,同时强大的运算处理能力使得复杂控制算法通过编程得以实现,大大提高了控制系统的控制精度,满足了红外光学成像系统对视场切换速度快与调焦精度高的要求。