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1、第五章 光学系统,5.1 基本理论 5.2 典型光学元件 5.3 典型光学系统,几何光学：光线、成像 物理光学：干涉、衍射,反射镜、平面镜、平板、棱镜 *透镜、光栅,眼睛 显微镜、望远镜,理想光学系统,高斯公式：,f =-f,1、人眼结构特点,远视眼及其校正,l1/l,:0+有限距离,近视眼及其校正,l 1/l,：0-有限距离,2、显微镜,景深：,测量显微镜J15,技术参数：,光学放大倍数：25X 100X； 测量工作台读数装置主要规格: x/y轴移动测量范围：50/13毫米;测微器分度值：0.01毫米； 测量台刻度盘分度范围：0- 360； 测量台刻度盘之分度值：1；测量台刻度盘游标读数示值
2、：6； 照明方式：反射光(自然光)； 测量精度：仪器值误差(5+L/15)微米； 仪器示值误差：包括测量误差与仪器系统误差。 注：测量地点温度变化(203)C；L被测件长度（毫米） 仪器主要尺寸：测量台与物镜间之最大距离：80毫米 测量工作台直径：120毫米 仪器外形尺寸：高325*长262*宽220(毫米) 仪器重量级：约10.6公斤,0.012/0.003mm,VHX-600超景深三维显微系统,KEYENCE(基恩士),超景深实时的景深合成,三维显示多次聚焦合成,超高清晰度3CCD模式,超高清晰度3CCD模式,像素移位法,CCD横向与纵向各移动1/3个像素，相机拍摄总共九幅图像，并最终合成
3、一幅图像,2、显微镜,目镜成虚像:,近视：lA”B” lAB,lA”B”,lAB,3、望远镜,开普勒望远镜,=l,远视：目镜成实像,3、望远镜,伽利略望远镜,=l,远视：目镜成实像,第六章 精密伺服系统设计,了解精密仪器的控制系统的基本概念、组成、分类、基本要求。掌握开环伺服系统及闭环伺服系统的组成、主要部件、设计步骤。,内 容,6.1 概述 6.2 开环伺服控制系统设计 6.3 闭环伺服控制系统设计,6.2 开环伺服控制系统设计,一、执行元件类型及特点 二、步进电机原理 三、步进电机的驱动控制系统 四、步进电机主要性能参数 五、开环控制的伺服系统设计,讨论一,1、直线式步进电机原理/磁悬浮列
4、车的运行原理 2、磁悬浮列车运行状态控制： 位移、速度、方向、定位 3、磁悬浮列车运行控制系统设计 原理、系统框图,讨论二,1、直流/交流伺服 电机原理，主要参数 2、直流/交流（伺服）电机运行状态控制： 转角、速度、方向、定位 3、直流/交流电机运行控制系统设计,实验二 精密工作台控制系统设计,1、目的及要求 掌握精密仪器控制系统的设计方法，利用单片机软、硬件系统通过四相步进电动机实现精密工作台位移、速度（满足电机的加、减速特性）、方向、定位的控制。 硬件完成控制电路板，包括CPU、功放、按钮、LED显示。软件可采用汇编或C实现。,2设备,（1）精密工作台DZH50 P4 04： 步进电机
5、:57BYGH210 丝杠螺母副：导程4mm。 （2）单片机开发系统。,步进电机指标,型号：57BYGH210 相数：2相 线圈：4V, 2.4A, 1.6 步距角：1.8/0.9 接线方式：A、 、B、 红、绿、黄、蓝,3系统要求,开环伺服系统， 执行元件为步进电动机， 传动机构为丝杠螺母副。P=4mm 工作台脉冲当量：=0.01mm /脉冲； 最大运动速度=1.2m/min； 定位精度=0.01mm； 空载启动时间=25ms。,（1）系统任务分析、原理分析。 （2）确定步进电动机参数。 （3）设计步进电动机开环伺服控制系统。 （4）#步进电动机开环伺服控制单片机软、硬件系统制作及调试。 （
6、5）#精密工作台开环伺服控制系统连接及调试。 #为课上完成内容。,4实验任务,5思考 （1）精密仪器控制系统设计的关键是什么？ （2）若精密工作台的脉冲当量=0.001 mm /脉冲或更小，该系统应采取什么措施满足要求？如何实现？ 6实验报告 包括：目的、任务；系统要求及任务分析；系统原理设计及分析；系统设计及线路图和流程图；系统调试。,讨论三*,1、步进电机细分的原理 2、以二相步进电机（或实验二所用电机）为例，设计10细分电路。给出细分电路的控制字，画出电机各相线圈的输入电信号。,A B A B,0 20 40 60 80,电机各相线圈的电信号,f020f0,?,0.910细分,正弦脉宽调制SPWM,
