[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

摘要

本发明公开了一种提高微机电系统近红外光谱仪分辨率的方法，通过加大电压延长微镜移动距离，采用有效的控制方法，最终达到增加分辨率的效果。首先对微镜偏转角与驱动电压进行象限划分和变量配对，简化了解耦控制的设计；然后利用带死区的PID算法有效解决了微镜因控制抖动造成的重复性降低的问题；采用分段变增益PID算法保证了微镜在全行程范围内的控制精度；最后利用FPGA搭建的硬件PID控制器提高了控制系统的实时性。本发明通过扩大驱动电压范围提高光谱仪的分辨率，在保持吸光度重复性的同时有效提高了光谱仪的分辨率，为性质分析建模预测提供可靠保障。

主权项

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。