Ⅰ 畢業設計：激光切割厚度檢測及自動控制系統
提 要：以8031為核心，擴展檢測、鍵盤、顯示和輸出等控制電路，採用逐點插補法和滑模變結構控制方法，真正實現了三維激光切割的自動控制。�
關鍵詞：三維 激光切割 自動控制�
在實際加工過程中，由於工件存在著表面隨機起伏誤差，尤其大型殼體工件很容易出現扭曲現象，在加工過程中，間隙δ將會有較大的變化，以致嚴重影響切割質量。因此，在激光切割過程中，激光頭必須隨時跟蹤事先無法確定的工件表面起伏，始終保持激光頭噴嘴間隙δ為恆定值。同時，利用霍爾元件檢測工件的厚度，以便調整激光器功率的大小，達到最佳切割的目的。
1 三維激光切割的控制原理�
本系統假定激光頭位置相對固定不動，三台電機拖動工件平台可在三維空間運動。其中兩台步進電機Mx和My拖動工件平台在xy平面上按給定曲線運動，實現軌跡(直線和圓弧)插補的設計思想，一台伺服電機Mz拖動工件平台在z軸方向上下移動，調整激光切割焦點位置。如圖1所示。�
加工軌跡採用逐點比較插補法，就是每走一步都和給定軌跡上的坐標值進行一次比較，視該點在給定軌跡的上方或下方，或在給定軌跡的裡面或外面，從而決定下一步的進給方向，使之趨近加工軌跡。它與給定的直線或圓弧最大誤差不會超過一個脈沖當量，因此，只要將脈沖當量(每走一步的距離)取適當，就可滿足加工精度的要求。�
在z軸方向對激光焦點位置的控制，通過工件平台的升降來實現，採用一種帶積分的滑模變結構控制方法。它將檢測量δ與設定的基準間隙δ0進行比較，並計算得到控制量u，驅動伺服電機Mz抬高或降低平台，以調整激光頭焦點的位置，從而維持間隙δ不變，控制結構框圖如圖2所示。圖中擾動W(s)表示工件起伏的高度，顯然，由於事先無法確知工件的起伏狀況，W(s)為未知擾動量；Ku/(τs+1)表示執行機構模型，其慣性時間常數τ為不確定參數，一般在20ms～40ms之間；Ku=250;e=δ0-δ為間隙誤差。從圖2可推得系統的狀態空間模型，取狀態變數x1=e,x2=,則�
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經整理，狀態空間表達式為：�
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式中，x∈Rn為狀態變數，u∈R為控制變數，f∈R為未知擾動量，A∈Rn×n這樣，控制器可表示為：�
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為了便於進行微機控制，對控制量進行離散化處理， 表示第k周期的控制量。�
� 對式(1)～(4)進行編程，即可構造出帶積分的滑模控制器。�
2 控制系統的硬體結構�
系統以8031單片機為核心，結合擴展外圍晶元ADC0808和DAC0832進行參量的轉換，擴展了E2PROM2864( 8k)作數據存貯器和程序存貯器，擴展8155並行口控制步進電機Mx和My，擴展8279完成顯示與鍵盤。詳見圖3所示。�
2.1 檢測電路�
檢測環節包括兩路，一路是檢測激光頭噴嘴與工件之間的間隙δ，採用電容式感測器，將間隙δ轉化為頻率量並進行線性化，經處理後從ADC0808的IN1口輸入；另一略是檢測工件的厚薄，採用霍爾元件，其輸出電動勢為VH=kHIB，式中k為霍爾元件的靈敏度，當I恆定，VH與B有線性關系，工件厚薄不同，B的強弱就不同，VH的大小也就不同，可見，VH的大小反映了工件的厚薄。VH從ADC0808的IN3口輸入。地址線ABC分別與8031的P00～P02相連，用以選通IN1和IN3，片選信號74LS138-1的Y7端啟動ADC0808轉換，將EOC與INT1介面，由中斷服務程序讀入A/D轉換結果。�
2.2 輸出電路�
它包括三部分，一部分為8155擴展的並行埠，PA口的PA0～PA2控制x軸方向的步進電機Mx，PB口的PB0～PB2控制y軸方向的步進電機My。步進電機的脈沖分配器不採用環形分配器，而選用查表的方法，用軟體來實現。其運行方式採用三相六拍的通電方式，步距角為1.5°，脈沖當量選0.001mm/脈沖，即每發出1000個脈沖，將進或退1mm。8155由74LS138-1的2選通。二部分是由DAC0832-1輸出控制量u，它驅動伺服電機Mz,Mz控制工件平台的升降，確保間隙δ恆定。由74LS138-1的6選通。三部分是由DAC0832-2輸出控制量uP，調整激光器功率大小：工件厚，VH減小，下降平台，增大激光器功率；反之則反。它由74LS138-1的4選通。�
2.3 鍵盤顯示電路�
採用功能強的8279可編程鍵盤/顯示控制器，由74LS138-1的Y1選通。通過74LS138-2解碼，設置8位顯示和22個鍵，操作鍵盤包括第一行功能鍵：STOP(停止)、RUN(運行)、SURE(確定)、RST(復位)和CLR(清零)，第二行是軌跡插補的類型：LINE(直線型)、XUN(順圓弧型)和NIN(逆圓弧型)，第三行為插補曲線所處的坐標象限標志：I(第一象限)，其餘類推。第四行為0～9十個數字鍵。�
3 控制系統的軟體設計�
軟體採用模塊化設計。包括主程序、數據輸入、輸出、定時、插補運算和檢測模塊等，各個模塊各司其責，由主程序來調用和協調。平台的升降和激光功率的調整在每插補完一步後進行判斷。主程序框圖如圖4所示。
4 結束語�
①本控制系統設計方便、靈活，具有可擴充能力，如有需要，可在P1口擴展監控電路，包括聲光報警和防止程序「跑飛」等監控模塊。�
②本系統巧妙地選用一片容量為8k的E2PROM2864作為數據存貯器和程序存貯器，系統結構簡單、優化，運行可靠。�
③系統功能齊全，根據工件平台的需要，恰當地選取兩台步進電機和一台伺服電機拖動平台，真正實現了三維激光切割的自動控制。控制演算法正確，經模擬模擬，系統對工件起伏擾動有很強的抑制能力，激光焦點位置很好地滿足要求。系統具有良好的控制精度。
Ⅱ 激光測距怎麼控制天車前進停止電路圖
激光測距，要想控制天車前進停止的電線圖，那麼你就必須要在控制面板中進入，然後直接選擇設置方案就行了
Ⅲ 激光頭和光敏電阻，如何做一個感應裝置
你說的是不是類似於人體感應開關吧？發射管一個發射出光信號，光敏電阻作為接受信號的元件？如果這樣我建議你描述清楚一點.圖可能幫不到你，但是如果是人體感應開關，常用光敏電阻為￠4mm (LXD4MM系列）和 ￠5mm (LXD5MM系列）比較多，例如型號為 LXD4526,LXD4537 LXD5528 ，LXD5537 的此類光敏電阻，你可以先了解一下。
Ⅳ 有點急，一個簡單的自動檢測電路的設計
用一個光電感測器,或磁感感測器加一個計數輪.直接聯在一個脈沖數顯計數器上.
Ⅳ 激光自動跟蹤系統英語是什麼意思
光纖通信
即使光學纖維是遠遠小於導線雙，並二氧化硅（最廣泛使用的材料在纖維） ，是遠遠更為豐富，比銅，成本編制棒從哪個光纖得出幾倍大於生產成本wires1此外，研究表明，這也許對此案已有一段時間。
不過，光纖系統，可用於進行，使更多的電話交談，在同一時間內比絲雙，可攜帶他們，所以遠沒有放大的再生，這時候，是有很多電話，以進行點之間，如關掉的ICE ，光纖制度是經濟attractive2 。因此，部門間的主幹網將首先受益於這種新技術。
競爭是更加艱難，雖然與現有高容量的系統使用同軸電纜傳輸線，波導，微波無線電和衛星等。較大的光纖帶寬，降低損失，更可靠的光源，使光纖更具競爭力，在這個部門。
心臟的一個光通信系統是其中傳遞電信號的：一個電話，電腦或有線電視。發光二極體或激光轉換這些信號變成光脈沖，它沿玻璃纖維。在接收端，光偵測器，轉換回電信號。
這個系統提供顯著的優勢，與傳統的那些嚴重依賴電子信號和銅絲。列入，就是處理大量的信息;一個高性能的激光能產生高達0.5億元的光脈沖第二。因此，它有可能在傳送整個30卷大英網路全書，在十分之一秒的，因為光通信不受電磁干擾，因而可造成雜訊銅電纜，他們出示明確的信號，盡管附近的電力線路或電力電動機。
銅線，雖然他們是隔熱，可以泄漏的電子訊號，並造成串擾，在附近的電線。並非如此，與光通信設備。玻璃纖維電纜，此外，重量只有約百分之一，正像銅線進行相同數目的信號。事實上，一個半英寸厚的，可以進行很多信號作為銅線大如一名男子的手臂。當時，也由於玻璃纖維攜帶輕，而不是電力，有沒有危險性的火花，危險的環境，如化工廠或核反應堆。
電力線載波通訊
電力線載波（ PLC ）的，是首次提出在1920年的。從那時起。 PLC技術已演變成一個成熟和可靠的通訊技術，電力傳輸系統，今天又是主要用於繼電保護， SCADA和語音數據傳輸系統。
可編程式控制制器採用了載波頻率傳輸信息，比現有的輸電線路。輸電線路應用的載波頻率通常是20千赫和300 khz.information編碼對承運人通過採用調幅（ AM ）的單面頻帶（單邊帶） ，頻移鍵控（ FSK信號） 。在發送端，調制載波注入到一個輸電線路通過一個耦合電容器和調諧器。該調制信號的傳播降低輸電線路，以接收端。在接收端，耦合電容器和調諧器割裂了PLC的信號從高頻電源電壓和一個解調提取出信息編碼的信號。陷阱線兩端的路線，防止承運人旅行下來不受歡迎的路徑。
臨立會做得好就輸電系統的，因為他們是電動簡單，並已很少間斷;通常情況下，分配PLC的使用頻率，由5千赫至20千赫。一般頻率少於20千赫稱為配電線載波[類金剛石]和使用是允許對非許可，互不幹涉的基礎上。基於這個原因，當我們談論的PLC系統，用於公用事業的分配製度，我們把它稱為類金剛石。不幸的是，配電線路是電氣復雜，因為存在著眾多的路口，變壓器和並聯電容器。這些都嚴重衰減載波頻率，使之難以可靠地宣傳一個信號，通過內部分配製度。在試圖糾正這一問題，運營商分發系統，利用低得多的頻率比用傳輸系統。這些都是更接近權力，頻率，因此不太可能被衰減，由大量的並聯電容發現，對分配製度。盡管有顯著改善，其使用頻率較低並沒有消除衰減的相關問題，毒品問題。此外，信號"洞" ，是一個嚴重的問題。孔發生在一個點，凡反映了DLC信號取消事件類金剛石信號。信號反射，是由於不連續性，例如變壓器和線路兩端。當了DLC系統的設計，研究，以選擇一個載波頻率，其中最小的困難與漏洞。未來修改的分配製度，可以改變位置孔或創造新的，其中可能幹擾了DLC系統。特別的技術，必須聘請了DLC系統，以糾正這個問題，正如特殊技術必須受雇於電台和電話，以糾正這個問題。
有相當多的爭論能力的類金剛石，以獲得過去故障及到地區停電。對輸電系統的PLC可以通過單相故障，因為其餘階段提供額外的路徑為承運人。在這種情況下一個中點故障時，承運人可以recouple從相鄰階段進入斷陷相遠線遠離故障。對配電系統，也有許多路段是單相，並不能做到這一點。同時，也有部分故障條件，如破碎的指揮家，將阻止毒品通過對分配製度。繞行路線調諧設備允許類金剛石信號將被送到靠近重合器和開關，使之有可能成為溝通的地區停電。
配電線載波有足夠的數據傳輸速率的能力，對於大多數配電自動化計劃。在今天的技術，其數據傳輸率為典型的類金剛石系統運行於5日至20千赫的射程也就是300波特或更少。配電線載波有兩個雙向能力，是符合經濟原則落實為多項功能，如遠程抄表（ rmr ） ，以及檢索的負荷數據，從點，對配電網饋線。
類金剛石具有優勢，成功地使用了，這是根據公用事業管制，到達所有點，對公用事業的分配製度，並要求無催化裂化執照。盡管有這些優勢，毒品問題已有限的數據傳輸率。類金剛石可以發揮重要作用，在配電自動化，但它是不可能獨力將能夠履行其所有的必要的溝通，為配電網自動化。
其他有線通信
電話和電視電纜是2種有線通信; ，
電話是一個行之有效的，高度成熟的通信技術，它是廣泛使用的工具，用於監控和繼電保護。從技術角度看，電話是適合於配電自動化。電話系統，提供了高數據率的能力，並且已經建造的。此外，它是很容易實施的一種雙向配置。不幸的是，成本的租賃電話線路高，而且水電費無法控制電話線路，他們的通信質量。這些缺點使電話溝通更具有吸引力配電自動化比它be.1此外，有些地方無法獲得，這是較昂貴的，以地方線路服務的要點。使用撥號連接電話線，降低了成本相比，租用線路，但這些都是慢得多因"撥號時間" ，將是非常緩慢的，在執行功能，如故障隔離和恢復供電，電話線路已經使用成功地在配電通信系統，但公用事業繼續尋找替代的制度，即根據公用事業管制，並沒有租賃費。
地區，是可以通過有線電視系統經營，主要是同軸電纜作為信號傳輸路徑。信號放大器都放在該系統在必要的。有線電視系統具有廣闊的頻寬，相當大一部分是閑置。配電自動化，可以利用一個非常小的一部分，這可用帶寬。大多數有線電視系統的設計是單向的而不是兩個雙向溝通。不少公用事業客戶不訂閱有線電視。有線電視患有同樣的缺點，電話，這些被認為是根據外部控制，而且有可能被租借費與其所用。
無線通信
電台已證明自己是一個可行通信技術為某配電自動化功能。無線電是一個涵蓋范圍廣泛的通信技術，需要很少或根本沒有硬信號，並可以落實在雙向配置。所有的無線電系統，有能力去溝通，到地區電力中斷。
無線電通信技術，可在下列形式：
•上午播出
•調頻廣播
•甚高頻
•超高頻
•微波
•衛星
上午播出-
無線電系統，不再具有商業可用於分配的負荷控制，利用上午的廣播站，將信息傳送到大量的負荷控制單位，坐落於分布system1 。這個制度是可行的，由編碼負荷控制的資料上很播出載波。信息編碼採用相位調制，並沒有探測到普通無線電接收機，因此，聽眾將不會發現任何退化的高質量的無線電波，這是足夠長，相比甚高頻波表示，他們河曲周圍norizon優於VHF信號，並沒有退化跟蹤多徑失真，在相同的程度甚高頻信號。這使得上午播出承運人適合溝通大批偏遠地方的接收器等領域的地域多樣性。
fmsca -
另一個系統利用廣播電台調頻政制事務局局長。政制事務局局長主張附屬通信授權。基本上，政制事務局局長信號多路復用到一個調頻廣播方式，頻率調制的一個小組的載體。普通收音機不會察覺此一系統，專門配備了接收器，可解碼協議的信息。調頻政制事務局局長即是一個出路，必將通信系統適合於同一用途為上午直播系統。一個不利的調頻協議是調頻廣播信號，由於其波長更短，更容易受到多徑失真，如影隨形且僅限於瞄準線。在擁擠或崎嶇的地形，調頻協議很可能會檢舉覆蓋率比AM系統。
甚高頻電台-
無線電波的頻率為30和300兆赫被歸類為的VHF （甚高頻） 。公用事業考慮甚高頻無線電系統，用於配電自動化會發現只有3個可用頻率。公用事業共享一台300瓦， 3000個Hz帶寬通道周圍154兆赫兩個50瓦特3000個赫茲渠道，也有分配。許多公用設施使用這3種渠道作負荷控制通訊和有可能會受到限制，接入和廣泛的協調問題，從競爭的水電費。許可證由撲滅罪行委員會，將需要為公用事業的經營體系。 VHF信號范圍有限，而且也容易受到多徑失真和跟蹤。由於告誡時，必須考慮到這個制度;費用可能會令人望而卻步達到100 ％的報道。盡管有這些缺點，甚高頻電台已被用於一些單方向的業務負荷控制系統，並已在溝通能力到停電地區，基本上是根據公用設施的控制和擁有初始成本低。
UHF無線電波-
無線電系統運行於頻率范圍從300到1 ， 000兆赫被歸類為UHF （超高頻） 。最近，美國聯邦通訊委員會批準的頻率范圍從940至952兆赫，為公用事業的申請。這開辟了新的可能性，以事業，有沒有考慮到電台，在過去，由於過度擁擠和干擾，對現有的VHF頻率。無線電系統操作，在超高頻范圍內更容易受到大氣吸收，多徑失真和陰影效果比無線電系統，以較低的頻率。盡管如此，無線電系統，在此范圍內證明自己受到相當可靠和較少受干擾，更有競爭力的服務。數據傳輸速率高達9600波段已經表現出對這些新的UHF頻道。此外，在超高頻天線都小於甚高頻天線，這是由於較短的波長。在這個頻率高，波傳播基本上限於瞄準線。在山區， UHF無線電波可能不是一個可行的替代辦法。
微波
微波通信使用頻率高於1千兆赫。微波是目前所使用的水電費為SCADA和繼電保護中的應用。利用微波通訊系統，配電自動化是不可能的，除非是作為最後環節，從變電站的RTU向distributiondispatchcenter 。這是由於高的成本和復雜性，設立微波系統。微波是不適合應用在需要多點通信。這是一個點對點的通信技術保持了其經濟可行性，主要基於兩個原因。它可以取代一個硬體信號通道，它具有高帶寬。供配電自動化，數據傳輸率的要求和路徑長度是這么小，比較典型的微波應用，即在有效的成本每通道變得非常高，使微波沒有吸引力，為配電網自動化，除非它是用在點對點的高數據率配置。
衛星
今天，大多數衛星通信是由意味著一個衛星在地球同步軌道。衛星轉發器已經接受上行信號轉播，它在不同的頻率。由於他們的飛行高度很高，衛星提供了廣闊的統一信號覆蓋。溝通，可通過衛星，它是要出租或自己的轉發器上的衛星和有必要的上行及下行設備。微波頻率是常用的兩種上行和下行。一些公用事業公司成功地利用衛星進行監控，但由於對1 / 4秒延遲早路徑與地球同步衛星，它們不能用來監控功能要求非常快速的反應時間（如繼電保護） 。使用衛星進行配電自動化，也正在考慮中。
擴頻通信
擴頻通信傳輸許多短訊通過低功率的發射機不需要領牌。所轉讓的頻段是902兆赫至928兆赫。
這個解決方案還需要比較大量的無線電通訊設備，中繼器和RTU裝置，以傳輸數據廣域。此外，結合數據和語音是不可能的，因此，基礎設施不能使用效益。
Ⅵ 用光電二極體設計激光探測器電路
加個電阻轉換成電壓來測量方便些
Ⅶ 如何設計相位脈沖激光測距儀的驅動電路
摘要 激光測距儀一般採用兩種方式來測量距離：脈沖法和相位法。脈沖法測距的過程是這樣的：測距儀發射出的激光經被測量物體反射後又被測距儀接收，測距儀同時記錄激光往返的時間。光速和往返時間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此類測距儀的測量盲區一般是15米左右。