[发明专利]一种光学头力矩器传递函数自动测试及分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精的微型伺服控制关键组件的光学头力矩器传递函数自动测试及分析系统。

背景技术

伺服控制系统是一个集系统设计、数学建模、系统仿真、实际制作、实时运行为一体的综合技术。其中，对于非线性的传感器与执行机构的传递函数的测试是一项极为重要的技术。

力矩器是光学头伺服控制系统的核心组件，它可以实时调整物镜的空间位置和姿态，用于保证透过力矩器物镜的聚焦光斑能始终精确落在信息储存盘片的信息轨道上实现数据的读写。力矩器属于精密光机电组件，其性能直接决定了光学头系统的性能。因此，需要对力矩器的特性进行测试。

目前，力矩器特性测试系统多是基于多普勒测振仪来搭建的，通过对力矩器系统幅频和相频特性的提取来获取相应的特性参数。因多普勒测振仪价格很高，此类测试系统制造成本为60万～100万，非常昂贵；另外，采用现有技术中的力矩器特性测试系统也不便于在生产线上搭建，不利于在力矩器生产现场进行在线检测，给力矩器生产时的产品性能实时监控带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光学头力矩器自动测试及分析系统，便于在线检测的测试光学头力矩器特性参数的测试仪。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种光学头力矩器传递函数自动测试及分析系统，包括光学头、位移传感器、光电变换器、信号放大器、信号转换器、负反馈放大模块以及控制系统，其信号传递关系如下：

控制系统输出不同频率的数字测试信号至信号转换器，信号转换器将传至其中的数字信号转换为模拟信号，并将该模拟信号传递给负反馈放大模块，通过负反馈放大模块的调节将与控制系统提供数字测试信号的等值的模拟信号传递至光学头，光学头根据接收到的信号进行位移，并将信号传递至位移传感器，位移传感器通过光电变换器和信号放大器将信号传递至信号转换器转，并通过信号转换器转换成数字信息传输至控制系统，最终形成传递函数。

本发明的有益效果为：本系统可以方便快捷地进行光学头力矩器多项特性参数的测试，快速准确；成本低廉，不超过现有技术中的光学头力矩器测试系统的十分之一；可以通过力矩器进行虚拟装配工艺模拟，定量分析装配工艺对力矩器特性的影响，从而对重点装配环节进行控制，以及对实际装配工艺进行指导和改进，可以对力矩器可动部的前100阶模态进行计算，根据模态对光学中心振动的贡献度大小，选出可动部模态中的实际有效模态，可以根据力矩器预定参数设计目标值，建立力矩器的实体模型、电磁场模型、流体场模型，进一步通过对这些数学模型进行模态分析、谐响应分析、瞬态分析和耦合场分析等，获取所设计力矩器的特性参数值；依据仿真特性结果与目标值的差异，进行一系列结构、磁路、阻尼等优化仿真实验，借助灵敏度分析法和多目标优化设计法等现代设计方法，最终获得优化设计参数和优化后的特性参数结果。

附图说明

图1为本发明的系统原理图

具体实施方式

如图所示一种光学头力矩器传递函数自动测试及分析系统，包括光学头1、位移传感器2、光电变换器3、信号放大器4、信号转换器5、负反馈放大模块6以及控制系统7，其信号传递关系如下：

控制系统7输出不同频率的数字测试信号至信号转换器5，信号转换器5将传至其中的数字信号转换为模拟信号，并将该模拟信号传递给负反馈放大模块6，通过负反馈放大模块6的调节将与控制系统7提供数字测试信号的等值的模拟信号传递至光学头1，光学头1根据接收到的信号进行位移，并将信号传递至位移传感器2，位移传感器2通过光电变换器3和信号放大器4将信号传递至信号转换器转5，并通过信号转换器5转换成数字信息传输至控制系统6，最终形成传递函数，所述的负反馈放大模块6包括基本放大器61与反馈网络62，信号经基本放大器放大，若经放大后的信号与所述控制系统输出的数字测试信号等值，则直接传送至光学头，若经放大后的信号大于所述控制系统输出的数字测试信号，则通过反馈网络反馈至信号转换器，将信号转换后再传输至控制系统进行处理。