Zeitdiskrete Regelung stetiger Bewegungsverläufe durch Echtzeitverarbeitung von Interferometersignalen

Abstract

Schlagwörter: Beschleunigungsaufnehmer, Referenznormale, Absolutkalibrierung, Interferometersignale, Signalverarbeitung Es wird ein für die Absolutkalibrierung von Beschleunigungsaufnehmer-Referenznormalen geeignetes Verfahren zur zeitdiskreten Regelung sinusförmiger Schwingwegverläufe im breiten Schwingwegamplitudenbereich von 50 μm bis 500 mm vorgestellt. Dieses Verfahren erlaubt gleichzeitig die Echt-Zeit-Bestimmung der Schwingungsparameter Weg-Amplitude und Nullphasenwinkel und daraus abgeleiteter Größen durch Anwendung der Methode der kleinsten Abweichungsquadrate. Die Grundlage für Regelung und Messung bildet die Rekonstruktion der Schwingung als zeitdiskrete Phasensequenz aus dem Fotoempfän-gerausgangssignal eines Michelsoninterferometers. Über Simulationsrechnungen werden die maximalen Meßabweichungen unter dem Einfluß verschiedener Störquellen und die maximal erreichbare Unterdrückung nichtlinearer Verzerrungen analysiert. Die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen Verfahren in der Praxis wird mittels eines DSP-basierten Meßsy-stems an einem Tieffrequenz-Langhuberreger mit einem Arbeitsfrequenzbereich von 0,1Hz bis 20 Hz nachgewiesen. Time-discrete control of steady motionforms using real-time processing of interferometer signalsA method for time-discrete control of sinusoidal vibration in the wide displacement amplitude range of 50 μηι to 0.5 m which is applicable to absolute calibration of reference standard accelerometers is presented. The least square sum method used for the real-time identification of the motion parameters allows the amplitude and initial phase angle of the displacement and derived motion quantities to be accurately measured. The motion control and measurement method is based on the reconstruction of the vibration as sequence of discrete phase values derived from the photodetector output signal of a Michelson interferometer. The maximum error components for different disturbing sources and the maximum achievable suppression of non-linear distortions are analyzed by computer simulation. The performance of the method 116 under the practical conditions was investigated by means of a DSP-based measuring system in combination with a low-frequency long-stroke vibration exciter in the operational range of 0.1 Hz to 20 Hz.

Zeitdiskrete Amplituden- und Nulllageregelung für sinusförmige Beschleunigungen bis 50 kHz (Time-Discrete Amplitude and Position Control for Sinusoidal Accelerations up to 50 kHz)

“…Die Tiefpasscharakteristik des nachfolgenden Ausgleichsverfahrens impliziert einen stark genauigkeitsmindernden Einfluss des niederfrequenten additiven Staerspektrums. Eine quantitative Darstellung ist in[1] angegeben. Weiterhin nicht zu vernachlåssigen ist der Einfluss çberlagerter Rauschstaerungen.…”