[發明專利]一種振鏡系統連續自適應的在線校正方法

有效

• 申請號: 201710453043.9
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107255925B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 崔濱;吳垠;趙蒙;李滌塵;曹毅;同治強
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G02B26/10
• 代理公司: 61215 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 賀建斌

一種振鏡系統連續自適應的在線校正方法，振鏡控制系統采用的是連續自適應方法對振鏡誤差進行在線檢測、在線校正，通過在線學習訓練，建立連續的自適應的模糊規則庫，然后計算連續的自適應的模糊規則庫中每個節點處模糊規則前件部分的相應激勵強度，并對激勵強度進行歸一化處理；歸一化后的激勵強度，結合相應的權重值輸出數據，連續的輸出了橫縱坐標的數據，本發明能夠保證任意精度逼近任意的非線性函數，在線調整誤差；同時可以針對多輸入多輸出、多輸入單輸出控制反饋系統，及時修正，有效的降低了系統誤差，實現精度控制的智能化，提高制作精度。

技術領域

本發明涉及激光振鏡系統技術領域，具體涉及一種振鏡系統連續自適應的在線校正方法。

背景技術

激光振鏡系統是激光應用領域一個重要方向，激光器作為光源，發出激光光束通過X軸、Y軸反射鏡以及動態聚焦鏡，聚焦在平面上，由計算機存儲的平面坐標數據通過D/A轉換卡將數字信號轉換成模擬信號來控制振鏡偏轉。由于振鏡系統偏轉角和平面坐標軸直接存在非線性映射關系，這個非線性映射關系，無法找到解析的表達式來表示。若采用線性映射表達式來控制振鏡，會產生枕形誤差和聚焦誤差，因此必須加以補償校正。針對振鏡這種誤差，通常采用硬件校正和軟件校正。硬件校正需要成本高，校正參數不能適時地調整；軟件校正可以靈活地調整參數，經濟、簡單、準確、實用性高。目前現有的技術采用與平面尺寸匹配的標定板或標定紙，控制光斑打在其表面上規定的點，測量出掃描軌跡與標準點的誤差，通過線性插值方法，進行補償與校正。這種方法存在以下不足：

一、非線性曲線擬合缺乏穩定性，產生新畸變。通過線性插值方法求得原直線上各個點發生畸變量。在原直線加上反方向的畸變量得到反變化的校正函數，從而控制X軸、Y軸反射鏡多偏或少偏。當掃描場較大，掃描曲線呈強非線性時，通過曲線擬合很難得到近似的線性擬合曲線，造成新的插值誤差，產生新的畸變，極大影響了激光加工產品的質量。

二、對誤差不能在線校正，缺乏動態調整誤差功能。查尋校正表格和結合線性差值補償方法缺乏在線反饋，不能及時的調整誤差。一旦確定擬合線性曲線，就無法在線更正誤差。

三、不適用于多激器設備的掃描器標定。當前，國內外已經采用多激光器的機械激光設備。多個激光器通過掃描器定位在同一個平面場，對同一個目標進行協同作業時，相銜接的地方造成誤差太大。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種振鏡系統連續自適應的在線校正方法，能夠保證任意精度逼近任意的非線性函數，在線調整誤差；同時可以針對多輸入多輸出、多輸入單輸出控制反饋系統，及時修正，有效的降低了系統誤差，實現精度控制的智能化，提高制作精度。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種振鏡系統連續自適應的在線校正方法，包括以下步驟：

1)打開激光器電源1發出激光，振鏡控制系統2調節X軸反射鏡3、Y軸反射鏡4，激光經過X軸反射鏡3、Y軸反射鏡4后進入動態聚焦鏡5，進而，激光光斑聚焦在平面臺6，平面臺6安裝有光學傳感器7；

2)源數據通過振鏡控制系統2的D/A轉換卡將數字信號轉換成模擬信號控制X軸反射鏡3、Y軸反射鏡4，光學傳感器7顯示出新坐標，通過光學傳感器7把新坐標數據反饋振鏡控制系統2中；

3)振鏡控制系統2采用的是連續自適應方法對振鏡誤差進行在線檢測、在線校正,具體包括以下步驟：

3.1)振鏡控制系統2采用五層網絡結構，分別為輸入層、輸入變量的隸屬度層、激勵層、歸一化層、輸出層；輸入層由源數據組成，源數據將網絡與外部數據連接起來，僅起到數據信息的傳遞作用，對輸入信息不進行任何變換；輸入變量的隸屬度層為遞歸最小平方誤差函數，對輸入數據進行非線性變換，確定模糊規則；激勵層根據模糊規則計算出激勵強度；歸一化層是對相應的激勵強度進行歸一化處理；輸出層是根據歸一化的激勵強度，結合相應的權重值提供輸出，同時為輸入層的激活模式提供響應；