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。

基于增量式光栅编码器的高精度角位移测试方法

针对增量式光栅编码器,给出一种四倍频细分结合A/D转换计算反正切的方法,测量编码器转过的角位移。经验证,该方法能有效提高增量式光栅编码器的分辨率,得到较高的角位移测量精度。

基于增量式光栅编码器的数控系统找零算法及编程实现

数控系统常采用高精度的编码器和光栅尺进行位移测量和定位。在可转位刀片周边磨削数控系统中,刀片进给轴上电后需回参考点,但回参考点的方向是唯一的,因此采用增量式光栅编码器进行位置检测;对于上电需要确定绝对位置的砂轮摆动轴,采用一种带距离编码的增量式光栅编码器,利用距离编码的快速找零算法,在砂轮摆动轴实现了自动找零,而算法本身非常简单。实验结果表明:该找零方法在快速性、精确性等方面比一般增量式光栅编码器具有突出的优势,能够达到数控系统高精度运动控制的要求,具有较高的应用价值。

增量式光栅编码器在激光扫描雷达的应用研究

在地面、空中、太空、海面、水下,激光雷达的应用十分广泛,并涉及到多个学科领域。提出了采用增量式光栅编码器作为激光雷达扫描系统的位置传感器,研究了增量式光栅编码器的工作特点,设计了测量电路,并对增量式光栅编码器的线性度和重复精度进行了测试、标定。实验结果表明:该增量式光栅编码器线性度达99.97%,重复精度可以达到18″,可以提供给激光雷达系统精确的位置信息。

基于FPGA的增量式光栅信号采集系统设计

针对步进光刻机工作台对高精度定位信息的高速实时采集要求,利用高精度增量式光栅尺实现工作台位置测量,设计基于FPGA的增量式光栅信号采集系统整体结构。介绍光栅尺A、B脉冲信号的相位鉴定及脉冲计数方法,提出基于双模光纤介质的高速实时串行传输机制,介绍光纤通信内核的控制结构及其FPGA实现方法,实现信号采集卡与上位机控制卡的高速实时通信。增量式编码器数据采集实验结果表明,该系统具有高速、稳定可靠等优点。

国产FPGA增量式光栅尺信号采集系统的设计

针对光学调焦平台的增量式光栅尺信号采集系统,提出了基于国产FPGA芯片AG10K的设计,实现增量式光栅尺的倍频鉴向、脉冲计数、串口数据传输等功能,通过串口通信实现上位机的通信交互,完成对光学调焦平台的精确位置采集显示。设计了滤波算法对假零位信号进行滤波处理,并对分频计数逻辑进行正反双脉冲处理,有效降低噪声对零位和计数模块的干扰,保证了采集算法的准确性。实验表明:该系统能够实现高精度、高灵敏度的位移量检测和调节功能。该系统具有响应速度快、精度高、稳定可靠等优点,采用国产化芯片使该采集系统具有广泛适用性。

一种基于单片机的增量式光栅参考信号处理方法

在综合分析增量式光栅信号的基础上,建立了硬件电路对参考信号进行放大和整形处理,然后利用单片机对光栅尺正向移动和反向移动时的参考信号进行特殊处理,从而消除了参考点定位误差,达到了正确快速提取参考点的目的。

光栅编码器在可转位刀片周边磨削数控系统中的应用

在可转位刀片周边磨削数控系统中,对位移测量和定位精度要求很高,因此使用光栅进行位移测量和定位。由于普通绝对式编码器价格偏高,且测量精度难以满足系统要求,采用了一种带距离编码的增量式光栅编码器代替绝对式编码器来确定坐标轴的绝对位置,而且算法本身也非常简单。实验结果表明:该方法在快速性、精确性方面能够达到系统高精度运动控制的要求,具有很高的应用价值。

一种光栅信号的软件处理方法

为提高基于增量式光栅编码器的液位测量系统的抗干扰能力和准确度,本文提出了一种适合于光栅信号处理的软件处理方法。该方法在研究增量式光栅编码器输出信号的基础上实现了施密特电路特性和抗抖动干扰辨向特性,有效避免了系统误计数。该软件处理方法成功地应用于光导式油罐计量遥测系统,减少了系统硬件电路,大大提高了系统测量精度。此处理方法还可以推广应用到其他类似信号处理当中。

一种简单的计算机零位光栅设计方法

光栅扭矩传感器采用零位光栅提供绝对零位信号,以防止掉电时数据出错。在零位光栅设计过程中,采用了阈值法,即采用计算机随机产生栅线序列,经计算通过阈值判断以获得所需要的零位栅线序列。该方法可以大大减小编程的复杂性及难度,减小编程量,同时保证设计结果具有光通量大和对比度高的特点,并能满足实际应用的需要。

基于TMS320F2812的永磁直线电机伺服控制研究

针对DSP芯片TMS320F2812用于采集编码器脉冲的计数最大值小于反馈的总脉冲数最大值,以及伺服控制中的跟踪误差等问题,将偏差累加法和前馈控制运用到伺服控制中。开展了电机角度的处理和位置跟踪精度的分析,建立了电机电角度和脉冲数,以及跟踪误差和前馈系数之间的关系,在安装了分辨率为0.5μm海德汉增量式光栅的永磁直线同步电机平台上,只通过在软件上采取P+前馈补偿来提高伺服控制系统的性能,而不需要采用额外的计数芯片或采用更高级的DSP。基于Simulink搭建了电机控制系统的模型,仿真分析了3种给定位置曲线下系统的跟踪误差情况,并对梯形加减速位置给定曲线进行了实验验证。研究结果表明,P+前馈补偿控制可以大大减小位置跟踪误差。

直线电机检测系统的设计

本文利用增量式直线光栅尺位移传感器、方波四倍频及鉴向电路、热电偶传感器、压力传感器、研华ADAM4000系列工控I/O模块、PCI-1780多通道计数卡以及力控组态软件构建了直线电机的检测系统。该检测系统能够准确检测出直线电机的位移、拉力和推力及其绕组的多点温度值。文中对该检测系统的方案及其实现过程进行了详细的论述。

直线电机检测系统的设计

本文利用增量式直线光栅尺位移传感器、方波四倍频及鉴向电路、热电偶传感器、压力传感器、研华ADAM4000系列工控I/O模块、PCI-1780多通道计数卡以及力控组态软件构建了直线电机的检测系统。该检测系统能够准确检测出直线电机的位移、拉力和推力及其绕组的多点温度值。文中对该检测系统的方案及其实现过程进行了详细的论述。

新型旋转角加速度传感器特性标定系统的研究

针对旋转角加速度传感器的标定问题,构建了一套特性标定系统。首先分析了永磁旋转角加速度传感器的工作原理,并提出了一种基于调频调压电源供电的、异步电动机纯单相运行的、可调频调幅的旋转角加速度脉动源系统;然后采用传统增量式光栅编码器和现场可编程门阵列构建了旋转角加速度测量系统;最后通过比较旋转角加速度传感器的输出电压峰值和测量系统得到的实际旋转角加速度峰值,对传感器输出特性进行了标定,得到传感器输出电压与角加速的特性曲线,线性误差为1. 81%。