[发明专利]一种提高微机电系统近红外光谱仪分辨率的方法

权利要求书

1.一种提高微机电系统近红外光谱仪分辨率的方法，其特征在于，采用扩大驱动电压范围的方法增加微镜移动距离，并采用控制算法防止微镜在整个移动范围内偏转角过大，进而达到提高光谱分辨率的目的，具体步骤如下：

1)进行微镜x方向偏转角θ_x、y方向偏转角θ_y，与驱动电压U₁、U₂、U₃和U₄之间的关系试验，分别在多组不同的驱动电压下进行微镜偏转角与电压的关系试验，为变量配对和区间划分提供依据，所述关系试验是指：驱动电压U₁、U₂、U₃和U₄分别在不同等级的电压下三个驱动电压不变，对第四个驱动电压施加微小的正反作用电压，记录施加微小的正反作用电压行为对微镜偏转角的影响；

2)分析试验结果，进行四象限划分，进而完成变量配对；

3)根据试验结果进行控制区间划分，在不同的控制区间分别进行PID控制参数整定；

4)控制过程中，若偏差位于死区范围内，则控制器的输出保持不变；否则根据不同的控制区间分别进行变增益PID控制。

2.根据权利要求1所述的一种提高微机电系统近红外光谱仪分辨率的方法，其特征在于，利用现场可编程门阵列，设计硬件PID控制器实现控制。

3.根据权利要求1所述的一种提高微机电系统近红外光谱仪分辨率的方法，其特征在于，为降低因控制带来的抖动对重复性的影响，采用带死区的数字PID算法控制微镜的偏转角度，控制算式如下：

式中，e_k是偏转角目标值θ^*与偏转角当前值θ_k的偏差，e_k＝θ^*-θ_k；e₀为死区，根据具体实际可调。

4.根据权利要求3所述的一种提高微机电系统近红外光谱仪分辨率的方法，其特征在于，根据不同的行程范围采用变增益的数字PID算法，

式中，u_k为当前控制输出值；e_k和e_k-1分别为当前和上一次采样时刻的角度偏差；u_o为控制的初始值；k_p，k_I，k_D分别为比例、积分、微分系数，其具体数值根据不同的行程范围分别整定。