在实验中，期望接纳来自一公里的光斑在成像体系的中心，而因为大气湍流的影响，光斑在成像体系中心邻近颤动。方针盯梢便是要经过改动歪斜镜的视点使光斑一直在成像体系的中心。为此，运用位敏传感器收集光斑的方位，微处理器处理数据，得到光斑的的偏移量，最终经过驱动压电陶瓷晶体改动歪斜镜视点。
激光在大气传输时，因为与大气湍流的相互效果，导致光波振幅和相位的崎岖。其颤动频率主要是低频成分，压电陶瓷晶体的呼应频率在1000Hz 以上，能满意消除大气湍流带来的光斑颤动的影响。在光学盯梢体系中，传统的用于方针盯梢器材为CCD。因为CCD 收集的数据量很大，对后边的数据处理单元的要求很高，而且处理许多的数据增加了处理的复杂性和处理时刻。本盯梢体系选用PSD 位敏传感器收集光斑方位信息，输出只要四路信号，只需求五次加法运算、一次减法运算和一次除法运算，运算量大大削减。而且本体系的微处理器采样dsPIC33F系列单片机，它有40M 的指令周期。其内部加减运算为单指令周期，除法只需求19 个指令周期，大大提高了核算速度。
1.校对体系的组成与原理
校对体系整体框图如图1 所示，来自一公里之外的光束，经激光雷达体系接纳，经过歪斜镜反射，光束经分光镜分光，一部分进入成像体系，一部分进入PSD 位敏传感器。由位敏传感器收集光斑方位，构成四路电流信号，经电流电压转化扩大之后，由单片机进行A/D 转化并核算出光斑的偏移量，并依据光斑的偏移量核算出驱动压电陶瓷所需求的电压。最终将驱动电压值进行D/A 转化，并经过高压驱动器驱动PZT（压电陶瓷晶体）改动歪斜镜的视点，然后使光斑一直在成像体系的中心。
图1 盯梢体系框图
2.整体体系规划
2.1位敏传感器系
位敏传感器是由Si 光电二极管组成，输出信号为电流信号。电流巨细与光斑方位和光强强弱有关。其初级电路有必要是电流电压转化电路。四路输出信号与光斑方位的关系为：
其间i1, i2 , i3, i4 为四路输出信号。上式求x, y 时用到除法运算，消除了光强改变对方位的影响，然后获得与光强无关的方位信号。
2.2单片机操控体系
本体系选用dsP%&&&&&%33F 系列单片机完成12 位的高速A/D 转化、PID 操控、与D/A 转化器的通讯及与核算机的通讯。
系列单片机的A/D 部分选用逐次比较式A/D 转化，最多有32 路转化通道，可完成主动通道挑选形式采样，具有16个成果缓冲器。在本体系中咱们用125K 的采样速率进行四路模拟信号采样，当16 个成果缓冲器都满之后，发生一次中止，并对每路信号取四次的平均值。逐路采样延长了每一路信号的采样时刻，并采纳四次采样取平均值的办法，一方面能够减小采样差错，另一方面，能够起到滤波的效果。
方针精盯梢体系需求完成快速反应，这要求咱们的算法有必要完成快速收敛。咱们选用PID(份额-积分-微分)增量算法，能够完成体系的快速收敛。其间P 项为份额项，当差错大的时分，P 的系数也大，能够完成快速调整；当差错小的时分，P 的系数也小，能够完成小幅度的调整。跟着时刻的消失，P 项有利于减小体系的总差错。但总有一个静态差错。I 项为积分项，对差错进行积分，能够完成差错的精度调整，使静态差错堆集到必定的值乘以I 项的增益因子之后输出，消除静态差错的影响。D 项为微分项，用来完成快速调整，，它对差错信号的改变率进行呼应。
增量算法推导如下：
其增量式为：
微分项的系数。由（2）式能够看出，因为PID 输出与前史状况有关，核算工作量很大，需求对差错信号进行累加。而选用增量式PID 算法，既（2）的算法，输出量为差错的增量，能够减小核算量。
转化选用的是SPI 通讯方法，D/A转化器选用的时TLV5638,它是双路输出的D/A 转化器，其输出的最高电压是参阅电压的2 倍，其饱满电压为电源电压VDD -0.4v ,也是说参阅电压不应该大于V DD -0.4v ，别的，D/A 转化有必要在片选信号CS 的下降沿。而对运放偏移量、PID 系数的确认等都是经过核算机操控，MAX232 串口与核算机的通讯，许多材料都有介绍，在这里不再累述。
