Ⅰ 毕业设计：激光切割厚度检测及自动控制系统
提 要：以8031为核心，扩展检测、键盘、显示和输出等控制电路，采用逐点插补法和滑模变结构控制方法，真正实现了三维激光切割的自动控制。�
关键词：三维 激光切割 自动控制�
在实际加工过程中，由于工件存在着表面随机起伏误差，尤其大型壳体工件很容易出现扭曲现象，在加工过程中，间隙δ将会有较大的变化，以致严重影响切割质量。因此，在激光切割过程中，激光头必须随时跟踪事先无法确定的工件表面起伏，始终保持激光头喷嘴间隙δ为恒定值。同时，利用霍尔元件检测工件的厚度，以便调整激光器功率的大小，达到最佳切割的目的。
1 三维激光切割的控制原理�
本系统假定激光头位置相对固定不动，三台电机拖动工件平台可在三维空间运动。其中两台步进电机Mx和My拖动工件平台在xy平面上按给定曲线运动，实现轨迹(直线和圆弧)插补的设计思想，一台伺服电机Mz拖动工件平台在z轴方向上下移动，调整激光切割焦点位置。如图1所示。�
加工轨迹采用逐点比较插补法，就是每走一步都和给定轨迹上的坐标值进行一次比较，视该点在给定轨迹的上方或下方，或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近加工轨迹。它与给定的直线或圆弧最大误差不会超过一个脉冲当量，因此，只要将脉冲当量(每走一步的距离)取适当，就可满足加工精度的要求。�
在z轴方向对激光焦点位置的控制，通过工件平台的升降来实现，采用一种带积分的滑模变结构控制方法。它将检测量δ与设定的基准间隙δ0进行比较，并计算得到控制量u，驱动伺服电机Mz抬高或降低平台，以调整激光头焦点的位置，从而维持间隙δ不变，控制结构框图如图2所示。图中扰动W(s)表示工件起伏的高度，显然，由于事先无法确知工件的起伏状况，W(s)为未知扰动量；Ku/(τs+1)表示执行机构模型，其惯性时间常数τ为不确定参数，一般在20ms～40ms之间；Ku=250;e=δ0-δ为间隙误差。从图2可推得系统的状态空间模型，取状态变量x1=e,x2=,则�
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经整理，状态空间表达式为：�
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式中，x∈Rn为状态变量，u∈R为控制变量，f∈R为未知扰动量，A∈Rn×n这样，控制器可表示为：�
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为了便于进行微机控制，对控制量进行离散化处理， 表示第k周期的控制量。�
� 对式(1)～(4)进行编程，即可构造出带积分的滑模控制器。�
2 控制系统的硬件结构�
系统以8031单片机为核心，结合扩展外围芯片ADC0808和DAC0832进行参量的转换，扩展了E2PROM2864( 8k)作数据存贮器和程序存贮器，扩展8155并行口控制步进电机Mx和My，扩展8279完成显示与键盘。详见图3所示。�
2.1 检测电路�
检测环节包括两路，一路是检测激光头喷嘴与工件之间的间隙δ，采用电容式传感器，将间隙δ转化为频率量并进行线性化，经处理后从ADC0808的IN1口输入；另一略是检测工件的厚薄，采用霍尔元件，其输出电动势为VH=kHIB，式中k为霍尔元件的灵敏度，当I恒定，VH与B有线性关系，工件厚薄不同，B的强弱就不同，VH的大小也就不同，可见，VH的大小反映了工件的厚薄。VH从ADC0808的IN3口输入。地址线ABC分别与8031的P00～P02相连，用以选通IN1和IN3，片选信号74LS138-1的Y7端启动ADC0808转换，将EOC与INT1接口，由中断服务程序读入A/D转换结果。�
2.2 输出电路�
它包括三部分，一部分为8155扩展的并行端口，PA口的PA0～PA2控制x轴方向的步进电机Mx，PB口的PB0～PB2控制y轴方向的步进电机My。步进电机的脉冲分配器不采用环形分配器，而选用查表的方法，用软件来实现。其运行方式采用三相六拍的通电方式，步距角为1.5°，脉冲当量选0.001mm/脉冲，即每发出1000个脉冲，将进或退1mm。8155由74LS138-1的2选通。二部分是由DAC0832-1输出控制量u，它驱动伺服电机Mz,Mz控制工件平台的升降，确保间隙δ恒定。由74LS138-1的6选通。三部分是由DAC0832-2输出控制量uP，调整激光器功率大小：工件厚，VH减小，下降平台，增大激光器功率；反之则反。它由74LS138-1的4选通。�
2.3 键盘显示电路�
采用功能强的8279可编程键盘/显示控制器，由74LS138-1的Y1选通。通过74LS138-2译码，设置8位显示和22个键，操作键盘包括第一行功能键：STOP(停止)、RUN(运行)、SURE(确定)、RST(复位)和CLR(清零)，第二行是轨迹插补的类型：LINE(直线型)、XUN(顺圆弧型)和NIN(逆圆弧型)，第三行为插补曲线所处的坐标象限标志：I(第一象限)，其余类推。第四行为0～9十个数字键。�
3 控制系统的软件设计�
软件采用模块化设计。包括主程序、数据输入、输出、定时、插补运算和检测模块等，各个模块各司其责，由主程序来调用和协调。平台的升降和激光功率的调整在每插补完一步后进行判断。主程序框图如图4所示。
4 结束语�
①本控制系统设计方便、灵活，具有可扩充能力，如有需要，可在P1口扩展监控电路，包括声光报警和防止程序“跑飞”等监控模块。�
②本系统巧妙地选用一片容量为8k的E2PROM2864作为数据存贮器和程序存贮器，系统结构简单、优化，运行可靠。�
③系统功能齐全，根据工件平台的需要，恰当地选取两台步进电机和一台伺服电机拖动平台，真正实现了三维激光切割的自动控制。控制算法正确，经模拟仿真，系统对工件起伏扰动有很强的抑制能力，激光焦点位置很好地满足要求。系统具有良好的控制精度。
Ⅱ 激光测距怎么控制天车前进停止电路图
激光测距，要想控制天车前进停止的电线图，那么你就必须要在控制面板中进入，然后直接选择设置方案就行了
Ⅲ 激光头和光敏电阻，如何做一个感应装置
你说的是不是类似于人体感应开关吧？发射管一个发射出光信号，光敏电阻作为接受信号的元件？如果这样我建议你描述清楚一点.图可能帮不到你，但是如果是人体感应开关，常用光敏电阻为￠4mm (LXD4MM系列）和 ￠5mm (LXD5MM系列）比较多，例如型号为 LXD4526,LXD4537 LXD5528 ，LXD5537 的此类光敏电阻，你可以先了解一下。
Ⅳ 有点急，一个简单的自动检测电路的设计
用一个光电传感器,或磁感传感器加一个计数轮.直接联在一个脉冲数显计数器上.
Ⅳ 激光自动跟踪系统英语是什么意思
光纤通信
即使光学纤维是远远小于导线双，并二氧化硅（最广泛使用的材料在纤维） ，是远远更为丰富，比铜，成本编制棒从哪个光纤得出几倍大于生产成本wires1此外，研究表明，这也许对此案已有一段时间。
不过，光纤系统，可用于进行，使更多的电话交谈，在同一时间内比丝双，可携带他们，所以远没有放大的再生，这时候，是有很多电话，以进行点之间，如关掉的ICE ，光纤制度是经济attractive2 。因此，部门间的主干网将首先受益于这种新技术。
竞争是更加艰难，虽然与现有高容量的系统使用同轴电缆传输线，波导，微波无线电和卫星等。较大的光纤带宽，降低损失，更可靠的光源，使光纤更具竞争力，在这个部门。
心脏的一个光通信系统是其中传递电信号的：一个电话，电脑或有线电视。发光二极管或激光转换这些信号变成光脉冲，它沿玻璃纤维。在接收端，光侦测器，转换回电信号。
这个系统提供显着的优势，与传统的那些严重依赖电子信号和铜丝。列入，就是处理大量的信息;一个高性能的激光能产生高达0.5亿元的光脉冲第二。因此，它有可能在传送整个30卷大英网络全书，在十分之一秒的，因为光通信不受电磁干扰，因而可造成噪声铜电缆，他们出示明确的信号，尽管附近的电力线路或电力电动机。
铜线，虽然他们是隔热，可以泄漏的电子讯号，并造成串扰，在附近的电线。并非如此，与光通信设备。玻璃纤维电缆，此外，重量只有约百分之一，正像铜线进行相同数目的信号。事实上，一个半英寸厚的，可以进行很多信号作为铜线大如一名男子的手臂。当时，也由于玻璃纤维携带轻，而不是电力，有没有危险性的火花，危险的环境，如化工厂或核反应堆。
电力线载波通讯
电力线载波（ PLC ）的，是首次提出在1920年的。从那时起。 PLC技术已演变成一个成熟和可靠的通讯技术，电力传输系统，今天又是主要用于继电保护， SCADA和语音数据传输系统。
可编程控制器采用了载波频率传输信息，比现有的输电线路。输电线路应用的载波频率通常是20千赫和300 khz.information编码对承运人通过采用调幅（ AM ）的单面频带（单边带） ，频移键控（ FSK信号） 。在发送端，调制载波注入到一个输电线路通过一个耦合电容器和调谐器。该调制信号的传播降低输电线路，以接收端。在接收端，耦合电容器和调谐器割裂了PLC的信号从高频电源电压和一个解调提取出信息编码的信号。陷阱线两端的路线，防止承运人旅行下来不受欢迎的路径。
临立会做得好就输电系统的，因为他们是电动简单，并已很少间断;通常情况下，分配PLC的使用频率，由5千赫至20千赫。一般频率少于20千赫称为配电线载波[类金刚石]和使用是允许对非许可，互不干涉的基础上。基于这个原因，当我们谈论的PLC系统，用于公用事业的分配制度，我们把它称为类金刚石。不幸的是，配电线路是电气复杂，因为存在着众多的路口，变压器和并联电容器。这些都严重衰减载波频率，使之难以可靠地宣传一个信号，通过内部分配制度。在试图纠正这一问题，运营商分发系统，利用低得多的频率比用传输系统。这些都是更接近权力，频率，因此不太可能被衰减，由大量的并联电容发现，对分配制度。尽管有显着改善，其使用频率较低并没有消除衰减的相关问题，毒品问题。此外，信号"洞" ，是一个严重的问题。孔发生在一个点，凡反映了DLC信号取消事件类金刚石信号。信号反射，是由于不连续性，例如变压器和线路两端。当了DLC系统的设计，研究，以选择一个载波频率，其中最小的困难与漏洞。未来修改的分配制度，可以改变位置孔或创造新的，其中可能干扰了DLC系统。特别的技术，必须聘请了DLC系统，以纠正这个问题，正如特殊技术必须受雇于电台和电话，以纠正这个问题。
有相当多的争论能力的类金刚石，以获得过去故障及到地区停电。对输电系统的PLC可以通过单相故障，因为其余阶段提供额外的路径为承运人。在这种情况下一个中点故障时，承运人可以recouple从相邻阶段进入断陷相远线远离故障。对配电系统，也有许多路段是单相，并不能做到这一点。同时，也有部分故障条件，如破碎的指挥家，将阻止毒品通过对分配制度。绕行路线调谐设备允许类金刚石信号将被送到靠近重合器和开关，使之有可能成为沟通的地区停电。
配电线载波有足够的数据传输速率的能力，对于大多数配电自动化计划。在今天的技术，其数据传输率为典型的类金刚石系统运行于5日至20千赫的射程也就是300波特或更少。配电线载波有两个双向能力，是符合经济原则落实为多项功能，如远程抄表（ rmr ） ，以及检索的负荷数据，从点，对配电网馈线。
类金刚石具有优势，成功地使用了，这是根据公用事业管制，到达所有点，对公用事业的分配制度，并要求无催化裂化执照。尽管有这些优势，毒品问题已有限的数据传输率。类金刚石可以发挥重要作用，在配电自动化，但它是不可能独力将能够履行其所有的必要的沟通，为配电网自动化。
其他有线通信
电话和电视电缆是2种有线通信; ，
电话是一个行之有效的，高度成熟的通信技术，它是广泛使用的工具，用于监控和继电保护。从技术角度看，电话是适合于配电自动化。电话系统，提供了高数据率的能力，并且已经建造的。此外，它是很容易实施的一种双向配置。不幸的是，成本的租赁电话线路高，而且水电费无法控制电话线路，他们的通信质量。这些缺点使电话沟通更具有吸引力配电自动化比它be.1此外，有些地方无法获得，这是较昂贵的，以地方线路服务的要点。使用拨号连接电话线，降低了成本相比，租用线路，但这些都是慢得多因"拨号时间" ，将是非常缓慢的，在执行功能，如故障隔离和恢复供电，电话线路已经使用成功地在配电通信系统，但公用事业继续寻找替代的制度，即根据公用事业管制，并没有租赁费。
地区，是可以通过有线电视系统经营，主要是同轴电缆作为信号传输路径。信号放大器都放在该系统在必要的。有线电视系统具有广阔的频宽，相当大一部分是闲置。配电自动化，可以利用一个非常小的一部分，这可用带宽。大多数有线电视系统的设计是单向的而不是两个双向沟通。不少公用事业客户不订阅有线电视。有线电视患有同样的缺点，电话，这些被认为是根据外部控制，而且有可能被租借费与其所用。
无线通信
电台已证明自己是一个可行通信技术为某配电自动化功能。无线电是一个涵盖范围广泛的通信技术，需要很少或根本没有硬信号，并可以落实在双向配置。所有的无线电系统，有能力去沟通，到地区电力中断。
无线电通信技术，可在下列形式：
•上午播出
•调频广播
•甚高频
•超高频
•微波
•卫星
上午播出-
无线电系统，不再具有商业可用于分配的负荷控制，利用上午的广播站，将信息传送到大量的负荷控制单位，坐落于分布system1 。这个制度是可行的，由编码负荷控制的资料上很播出载波。信息编码采用相位调制，并没有探测到普通无线电接收机，因此，听众将不会发现任何退化的高质量的无线电波，这是足够长，相比甚高频波表示，他们河曲周围norizon优于VHF信号，并没有退化跟踪多径失真，在相同的程度甚高频信号。这使得上午播出承运人适合沟通大批偏远地方的接收器等领域的地域多样性。
fmsca -
另一个系统利用广播电台调频政制事务局局长。政制事务局局长主张附属通信授权。基本上，政制事务局局长信号多路复用到一个调频广播方式，频率调制的一个小组的载体。普通收音机不会察觉此一系统，专门配备了接收器，可解码协议的信息。调频政制事务局局长即是一个出路，必将通信系统适合于同一用途为上午直播系统。一个不利的调频协议是调频广播信号，由于其波长更短，更容易受到多径失真，如影随形且仅限于瞄准线。在拥挤或崎岖的地形，调频协议很可能会检举覆盖率比AM系统。
甚高频电台-
无线电波的频率为30和300兆赫被归类为的VHF （甚高频） 。公用事业考虑甚高频无线电系统，用于配电自动化会发现只有3个可用频率。公用事业共享一台300瓦， 3000个Hz带宽通道周围154兆赫两个50瓦特3000个赫兹渠道，也有分配。许多公用设施使用这3种渠道作负荷控制通讯和有可能会受到限制，接入和广泛的协调问题，从竞争的水电费。许可证由扑灭罪行委员会，将需要为公用事业的经营体系。 VHF信号范围有限，而且也容易受到多径失真和跟踪。由于告诫时，必须考虑到这个制度;费用可能会令人望而却步达到100 ％的报道。尽管有这些缺点，甚高频电台已被用于一些单方向的业务负荷控制系统，并已在沟通能力到停电地区，基本上是根据公用设施的控制和拥有初始成本低。
UHF无线电波-
无线电系统运行于频率范围从300到1 ， 000兆赫被归类为UHF （超高频） 。最近，美国联邦通讯委员会批准的频率范围从940至952兆赫，为公用事业的申请。这开辟了新的可能性，以事业，有没有考虑到电台，在过去，由于过度拥挤和干扰，对现有的VHF频率。无线电系统操作，在超高频范围内更容易受到大气吸收，多径失真和阴影效果比无线电系统，以较低的频率。尽管如此，无线电系统，在此范围内证明自己受到相当可靠和较少受干扰，更有竞争力的服务。数据传输速率高达9600波段已经表现出对这些新的UHF频道。此外，在超高频天线都小于甚高频天线，这是由于较短的波长。在这个频率高，波传播基本上限于瞄准线。在山区， UHF无线电波可能不是一个可行的替代办法。
微波
微波通信使用频率高于1千兆赫。微波是目前所使用的水电费为SCADA和继电保护中的应用。利用微波通讯系统，配电自动化是不可能的，除非是作为最后环节，从变电站的RTU向distributiondispatchcenter 。这是由于高的成本和复杂性，设立微波系统。微波是不适合应用在需要多点通信。这是一个点对点的通信技术保持了其经济可行性，主要基于两个原因。它可以取代一个硬件信号通道，它具有高带宽。供配电自动化，数据传输率的要求和路径长度是这么小，比较典型的微波应用，即在有效的成本每通道变得非常高，使微波没有吸引力，为配电网自动化，除非它是用在点对点的高数据率配置。
卫星
今天，大多数卫星通信是由意味着一个卫星在地球同步轨道。卫星转发器已经接受上行信号转播，它在不同的频率。由于他们的飞行高度很高，卫星提供了广阔的统一信号覆盖。沟通，可通过卫星，它是要出租或自己的转发器上的卫星和有必要的上行及下行设备。微波频率是常用的两种上行和下行。一些公用事业公司成功地利用卫星进行监控，但由于对1 / 4秒延迟早路径与地球同步卫星，它们不能用来监控功能要求非常快速的反应时间（如继电保护） 。使用卫星进行配电自动化，也正在考虑中。
扩频通信
扩频通信传输许多短讯通过低功率的发射机不需要领牌。所转让的频段是902兆赫至928兆赫。
这个解决方案还需要比较大量的无线电通讯设备，中继器和RTU装置，以传输数据广域。此外，结合数据和语音是不可能的，因此，基础设施不能使用效益。
Ⅵ 用光电二极管设计激光探测器电路
加个电阻转换成电压来测量方便些
Ⅶ 如何设计相位脉冲激光测距仪的驱动电路
摘要 激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。