伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置设计

为了精确检测伺服电动机中各种增量式编码器的实时位置,提出一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)与Qt平台的广义增量式编码器位置检测方法,并研发了伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置。根据增量式编码器输出信号特点,设计了CPLD嵌入式系统接口时序电路,通过ModelSim对系统进行时序验证;基于Qt平台开发了上位机软件,通过通用串行总线(USB)转串口处理CPLD发送编码器位置信息并对位置信息进行可视化显示。实验结果表明,设计的广义增量式编码器位置检测装置能准确获取各种增量式编码器实时位置并实现友好人机交互。

基于口袋实验室的便携式直流可调电源

直流可调电源是实验室中常用的设备,为了方便学生开展课外实验,设计一种基于FPGA口袋实验室的直流可调电压源。该设计系统由口袋实验室模块、触摸显示屏模块以及直流可调电源模块组成,利用SOPC技术结合增量型PID算法实现电压的精确控制,并在Nios II中使用uC/OS II操作系统,移植uC/GUI图形界面,设计显示界面。系统测试结果表明,利用旋转编码器调节可实现0 V~23.7 V的电压输出,步近50 mV,输出误差低于1%,最大输出电流3 A,最大输出功率达到18 W,具有体积小巧、输出精度高、携带方便的特点。

Online-Apriori算法的设计与研究

针对Apriori算法在发现关联规则时需要频繁扫描数据库以及数据库实时更新的现状,提出一种Online-Apriori算法。通过实验对比分析发现,Online-Apriori算法具有以下优点:(1)与Apriori算法相比,该算法通过以二进制位编码方式存储的新增频繁1项集所在行数扫描特定事务,在计算支持度时减少扫描事务的个数。此外,用二进制位编码形式存储行数,比直接存储行数更加节省内存空间。(2)与属性增量关联规则算法(ACA+)相比,当候选项集很多时,该算法大大减少剪枝判断的次数,降低候选项集的生成复杂度,大大缩短运行时间。

准绝对式光学编码器

准绝对式编码器继承了绝对式和增量式光学编码器的优点 ,根据串行位置编码的基本原理 ,借助计算机辅助设计 ,获得了全周 10 0个位置的编码方案 ,设计了相应的准绝对式编码器 ;通过与两种传统编码器特点的比较 ,突出了准绝对式光学编码器的显著特点 。

一种新型光学编码器

光学编码器是长度和角度测量最常用的传感器 ,两种传统光学编码器 :绝对式和增量式光学编码器的光学图案、位置编码原理和信号处理电路各具特色 ,随着科学技术的发展 ,一种新型光学编码器方案 :准绝对式编码器 ,继承了二者的优点 ,根据其串行位置编码原理 ,借助计算机辅助设计 ,获得了全周10 0个位置的编码方案 ,设计了相应的准绝对式编码器 ;通过与两种传统编码器特点的比较 ,突出了准绝对式光学编码器的显著特点 ,指明了其未来良好的应用和发展前景。

增量式编码器自动检测系统

为减少增量式编码器检测的复杂度，提高检测精度和检测效率，实现增量式编码器的自动检测，设计了便携式增量式编码器自动检测系统。首先，利用直流电机带动被检编码器搭建了增量式编码器自动检测硬件系统，并利用驱动电路控制电机匀速转动。然后，利用Cortex．M3内核的STM32F107芯片设计了编码器误差采集电路，完成对编码器全周输出数据正交性、均匀性和幅值的采集；最后，通过计算与比较，将编码器旋转全周内输出信号误差的最大值和幅值显示在液晶显示屏上。自动检测系统调速范围在30—110r／min，且具有轻巧易于携带、测量简便、检测速度快、检测结果准确及显示直观等优点，非常适合在现场对编码器进行调试。经过实验，系统能够准确的检测出精度为40”的增量式编码器输出信号的误差。

码盘偏心对叠栅条纹信号相位的影响

根据两计量光栅产生叠栅条纹的几何光学基本理论 ,在改进计量光栅码盘理论模型的基础上 ,推导出码盘偏心情况下读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式 。

增量式轴角编码器的电子细分及零位处理

使用单片机对增量式光电轴角编码器产生的叠栅条纹信号进行计数和电子细分 ,便可将轴的机械转动模拟量转换成数字量 ;加上固定参考零位后 ,可使编码器具有“记忆”功能 ,因此对如何解决零位技术问题做了详细分析说明 。

增量式光栅编码器与绝对式编码器性能比较和分析

大型天文望远镜对恒星跟踪时,其跟踪低速性能要求比较高,要达到此速度控制精度,需选取合适的编码器,恒星速度为0.004°/s,伺服系统速度回路采样频率800Hz时,编码器分辨率为26位才能达到测速要求。而国产绝对式轴角编码器的分辨率只能达到24位,不能满足系统测速要求,因此我们采用雷尼绍公司的26位增量式光栅编码器。由于对26位编码器直接测试存在技术难度,因此我们采用与绝对式编码器进行比对的方式对其性能进行说明。通过实验,我们断定其测速性能优于目前国产的绝对式编码器。

增量式编码器抗抖性研究

在分析了常见的3种增量型编码器数据采集方法的基础上,设计了一种新型编码器数据采集电路,提出了一种抗扰动的算法,利用该编码器数据采集电路和算法实现了增量型编码器数据采集。该算法消除了抖动,提高了计数器的最高计数频率。若采用CPLD设计硬件电路,可以实现高速度、高精度增量型编码器的数据采集。

高精度增量式光电编码器信号处理系统

为提高增量式光电编码器的输出精度,减小信号处理电路复杂度,提高伺服控制系统的稳定性,研制了一种单圈输出32 400周期方波信号的高精度增量式光电编码器。该编码器外径为90 mm,码盘一周刻划3 240线,数据处理系统可完成对莫尔条纹信号的40倍准确细分。实验结果表明,此编码器输出信号精度正交性偏差小于15%,均匀性偏差小于20%,大幅减小了应用增量式编码器时伺服系统的抖动。

增量式编码器测速的典型问题分析及应对策略

作为一种常用的测速设备,增量式编码器在电机控制中发挥着重要作用。为了能够更好地利用编码器提高测速和控制效果,本文讨论了编码器应用中常见的几种典型问题。首先,本文根据T法和M法测速原理确定了测速方法的选择依据,根据查询方式和中断方式程序执行的特点分析了如何合理选择软件实现方式。然后,针对低分辨率编码器的情况,提出了一种连续中断T法测速方法,该方法实现比较简单,可以最大程度地利用编码器脉冲、减小测速延时。同时以科研过程中实际遇到的问题展示了编码器安装误差对测速精度的影响,并分析了这种情况下如何选取测速方法。最后,在异步电机试验台上进行了实验,实验结果证明了本文对上述问题的分析及所提应对策略的合理性和有效性。

增量式光电编码器计数与接口电路的设计

设计了一种简单且高精度的接口电路,实现了硬件鉴相、倍频(提高精度)和计数,可与微机或DSP并行通讯,并消除了硬件延时可能引起的错误。

基于普通编码器的高精度测速方法

根据普通增量式光电编码器的测速原理 ,分析了引起量化误差和编码器脉宽误差的各种因素 ,在此基础上提出了新的信号处理算法——恒基准脉冲数法 ,以减小量化误差 .同时将标定出的编码器脉宽系数作为脉宽误差补偿的参数 ,消除了利用恒基准脉冲数法测量转速时脉宽误差造成的影响 。

增量式旋转编码器在复摆法冲量测量中的应用

本文分析了编码器的基本特征,建立了一套以编码器为核心的复摆冲量测量系统,给出了编码器在冲量缓慢加载阶段复摆系统参数标定及冲击加载阶段最大摆角测量的应用结果。相同单脉冲能量下,计算得到的冲量重复性良好,结果为0．020 1±0．000 08 N·s。本文可以为工程技术领域高精度复摆冲量测量提供便捷可行的系统设计、实验测量和数据处理方法。

基于单片机的增量式编码器计数系统

应用于工业环境中的各种仪器检测设备的抗干扰能力是衡量一台仪器质量好坏的重要指标。针对应用于轨道检测设备的增量式旋转编码器计数系统,通过对编码器输出信号进行去抖动脉冲输出,然后在对信号实现四倍频细分的情况下,利用STC增强型单片机的可编程计数器阵列(PCA)模块的捕获输入有效沿的功能,在输入信号的上升沿和下降沿均产生中断,从而实现对增量式编码器输出脉冲的计数工作。该系统具有较高的抗抖动和频率响应能力,可实现可逆计数。

基于STM32F103的旋转角度测量装置设计

设计一种基于增量式编码器和STM32F103系列芯片的角度测量仪。该装置与被测物件按一定传动比固定安装,系统自动测出传动比并存储,以免断电数据丢失。被测物件每转动一周,光电传感器触发一个零位信号,编码器输出A、B两相方波信号,STM32F103芯片接收到编码器的脉冲信号后根据算法求出对应的角度值,经串口在上位机界面实时显示并分析实验数据,得到不同传动比下的角度测量精度。

高速高冲击性小型增量式光电编码器的研制

光电编码器作为一种角位移测量传感器广泛应用于多个领域中,根据光栅盘的编码方式主要分为绝对式和增量式2种。绝对式光电编码器多用于角度测量,增量式光电编码器多用作速度测量,由于器件的限制,高速、高冲击是增量式光电编码器的1个瓶颈。结合材料的高低温性能和强度特性,采用CPLD硬件细分,设计了1种增量式光电编码器,该种光电编码器具有高速(转速为3 000 r/min)、高冲击性(峰值500 g)、超小型(外径为Φ27 mm,高度为15 mm)和较好的高低温(-40^+70℃)性能等优点。

基于增量式光电编码器细分的自适应滤波技术研究

利用光栅副调制原理，在建立了光栅副调制几何光学模型与物理光学模型的基础上，提出了一种针对增量式编码器细分的自适应滤波方法。分析莫尔条纹光电信号输出波形不确定的原因，通过自适应滤波方法将高频信号滤除保留基频信号。自适应滤波效果等价于一个中心频率为基频的窄带带通滤波器，当基频随机变化时其通带也会随之改变。实验证明采用这种自适应滤波技术可以较好地滤除计数信号中除基频外所有高频分量，使莫尔条纹光电信号输出波形趋近于标准正弦波，将信号失真量减小了约7／8。

增量式编码器输出信号细分方法研究

针对现有高精度增量式编码器采用的细分方法在动态测量条件下影响其测量精度的问题,提出了一种不受转轴转速波动影响的电子学细分方法,该方法响应速度快,结构简单易于实现。文章介绍了细分原理并给出了细分电路图,并利用Multism软件进行了仿真试验。试验结果表明在动态输入条件下,该电路能够准确输出两路相位差为90°的倍频脉冲信号。