利用數(shù)字散斑相關(guān)方法檢測(cè)微結(jié)構(gòu)平面運(yùn)動(dòng).pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)近幾年得到了快速的發(fā)展并已步入產(chǎn)業(yè)化階段。在MEMS的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，測(cè)試技術(shù)越來(lái)越得到國(guó)內(nèi)外許多MEMS研究機(jī)構(gòu)的重視，其中MEMS動(dòng)態(tài)特性測(cè)試技術(shù)在MEMS研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中具有重要的意義。 針對(duì)目前微結(jié)構(gòu)平面運(yùn)動(dòng)測(cè)試方法只能進(jìn)行剛性位移的測(cè)試的問(wèn)題，本文提出了結(jié)合頻閃成像技術(shù)和數(shù)字散斑相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全局剛性位移和局部區(qū)域變形信息的提取，將梯度法和Newton-Raphson迭代法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微諧振器平

2、面運(yùn)動(dòng)的測(cè)量。論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1.對(duì)數(shù)字散斑相關(guān)方法進(jìn)行研究，數(shù)字散斑相關(guān)方法具有非接觸、全場(chǎng)測(cè)量、光路簡(jiǎn)單、可測(cè)量物體表面位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)信息等優(yōu)點(diǎn)，本文將數(shù)字散斑相關(guān)方法應(yīng)用于微器件平面運(yùn)動(dòng)測(cè)試中。 2.為了提高計(jì)算精度，本文提出一種改進(jìn)的數(shù)字散斑相關(guān)方法，將梯度法和Newton-Raphson迭代法相結(jié)合，推導(dǎo)了相應(yīng)公式，并在MATLAB上實(shí)現(xiàn)相位相關(guān)算法、十字搜索算法、二元三次樣條插值算法、梯度算

3、法以及Newton-Raphson迭代算法的編制工作。 3.對(duì)相關(guān)計(jì)算的初值問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，為了避免相關(guān)運(yùn)算由于初始值離真實(shí)值太遠(yuǎn)而無(wú)法收斂到真實(shí)值的情況，提出了將梯度法得到的位移值及其導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與數(shù)字微分相結(jié)合，作為Newton-Raphson迭代算法的初始值，大大提高了程序的收斂速度和精度。 4.將頻閃成像測(cè)試系統(tǒng)與數(shù)字散斑相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，利用成像系統(tǒng)得到的微諧振器周期運(yùn)動(dòng)圖像序列進(jìn)行平面運(yùn)動(dòng)測(cè)試，通過(guò)梯度法還原出