基于FPGA的增量式光电角度编码器信号处理系统

本文介绍了一种基于FPGA的增量式光电角度编码器信号处理系统,利用光电角度编码器输出信号的状态转换和电平保持时间,设计了有限状态机实现了系统的测量辨向,通过PCI总线与上位机进行通讯。采用XILINX公司的Spartan2E系列XC2S50E型FGPA进行了设计验证和室内试验,并对试验结果的精度进行了分析。结果表明该方案在保证测量精度的前提下,可以有效滤除噪声干扰和消除抖动,增强了系统的干扰抑制和容错能力,可移植性强,便于系统升级。

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。

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。

高可靠性增量式光电编码器接口电路设计

针对目前增量式光电编码器辨向计数电路脉冲或抖动干扰抑制能力差的问题,提出了一种基于有限状态机的编码器接口电路设计方案,并给出了硬件实现。首先将光电编码器输出的A、B两路信号在每个脉冲周期内的电平变化细分为4个子段,总结出正、反向旋转时A、B信号电平的正常变化规律,并引入有限状态机方法进行描述;再利用状态机机制,检测出光电编码器输出的信号的各种有效、错误和无效状态,同时正确输出转速计数脉冲、旋转方向、出错报警3路信号,以满足高准确度和高容错性计数的要求,增强角位置测量系统的可靠性;最后介绍了采用EPROM完成状态机时序电路实现的具体方法。

耐高温增量式光电编码器的研制

为了在高温环境下测量角位移,研制了一种基于光纤的耐高温增量式光电编码器。针对高温工作环境提出利用耐高温的光纤传输光,在常温环境中采用FPGA处理增量式编码器的电信号,并通过USB传输角度信息;分析光源光束准直度对光电编码器的影响,提出采用LED凸透镜光纤耦合的方式获得平行光;最后,使用自准直平行光管和23面体检测精度,并对比LED凸透镜耦合方式和直接耦合方式的精度。实验结果表明:该系统在100℃的高温环境下工作正常,编码器头部外型尺寸为62mm×42mm,分辨力为0.3″,精度3σ=13.55″;与LED直接耦合方式相比精度提高了20.8%,满足高温环境下角位移测量的需求。

圆光栅增量式光电轴角编码器性能自动检测方法

本文提出了一种对圆光栅增量式光电轴角编码器精度及性能参数进行快速、自动、动态检测的方法，对编码器在各转速范围内输出信号的主要参数如分度精度、频响特性、正弦性、正交性、每转信号周期数、脉冲信号占空比等的检测、评定作了介绍。

基于增量式光电编码器位移传感器研究

为了实现对位移测量的需求,提出了一种基于增量式光电编码器的位移传感器的设计方案,并完成系统的软硬件设计。传感器硬件部分主要包括增量式光电编码器、信号的传输处理和测量结果的显示。软件部分采用汇编语言设计,实时解算测量结果并驱动显示屏显示。实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确的特点,达到了设计要求。

FPGA在增量式光电编码器测角系统中的应用设计

为了获取无刷直流电动机驱动控制系统中转子位置信息,应用FPGA对增量式光电编码器的转子位置信息进行数字化处理,设计并实现相应的位置检测方案。提出了一种基于FPGA实现的增量式光电编码器测角方案,给出了由FPGA实现的DDS方式查找表与增量式光电编码器无绝对零位的自启动方案。仿真和实验结果验证了方案的可行性。该设计可用于小卫星飞轮驱动电机测角系统,改进了系统精度和性能;同时可与其它功能模块或IP核组合用于其它驱动系统。

基于增量式光电编码器的电机转速稳定度检测

在光机扫描型红外遥感仪器中,扫描电机的转速稳定度对整个系统的性能至关重要。本文提出了一种基于增量式光电编码器的电机转速稳定度检测解决方案,同时采集扫描电机的转速瞬时稳定度数据和周期稳定度数据,并给出实际测试结果。

提高增量式光电编码器计量精度的新方法

在消除增量式光电编码器抖动干扰原理的基础上，提出了提高计量精度的一种新方法，并给出了其原理电路。该计量方法的计量精度达到了极限。

基于增量式光电编码器的永磁同步电机转子位置初始定位

增量式光电编码器自身并不具备测量绝对位置的能力,这给电机起动时的转子位置测量带来了很大的困难。本文研究了一种基于增量式光电编码器的转子初始角度测量方案,该方案在不增加任何系统硬件结构情况下,利用不同空间角度的定子磁势所产生转矩方向,以及定子磁势与永磁转子d轴重合转矩为零,实现转子起动时初始角度测量。文中对该方案的理论依据进行了详细的分析,并在一台高精度正弦永磁电机伺服系统上进行了实验验证。

增量式光电旋转编码器及在角减速度测量中的应用

介绍了增量式光电旋转编码器的原理、结构,根据输出信号的特征提高测量精度的四倍频处理方法,在此基础上说明了常用的基于编码器的输出信号的测速原理、方法。最后给出了基于增量式光电旋转编码器进行角减速度测量的系统构成,实际应用精度要求采用的最小二乘拟合法的处理方法。

基于单片机和增量式光电编码器脉冲检测电路的设计

通过脉冲计数状态电路设计和计数状态的识别,给出了增量式光电编码器脉冲计数的新方法,有效地防止了误码计数,提高了检测系统的抗干扰能力。

增量式光电编码器在倒立摆控制系统中的应用

在单级倒立摆控制系统中,采用了增量式光电编码器进行角度监控.针对系统高灵敏度,高精度的特点,提出了抖动干扰产生的原因及其消除方法.并提出了在编码器输出A、B正交方波的前提下最多只能4倍频的结论.经实践证明,采取的措施较有效地解决了增量式光电编码器的实际应用问题.

BLDCM增量式光电编码器码盘损伤检测系统

直流无刷电机(BLDCM)兼有交流电机的结构简单和普通直流电机的高运行效率以及极佳调速性能等特点;尤其在精确定位的伺服系统中得到广泛应用。但在BLDCM高精度伺服定位中起着关键作用的光电编码器码盘在实际安装中常会因为操作不当而对其造成损伤,增大了电机产品的出厂故障率。介绍了基于FPGA设计的光电码盘损伤检测方案,可以快速准确地检测待测BLDCM光电编码器码盘的受损程度。

基于国产FPGA的增量式光电编码器测速电路研究

利用增量式光电编码器测量电机转速对伺服控制有着至关重要的作用;针对于目前测速系统对频率、实时性等方面的要求,并结合国产FPGA(field-programmable gate array可编程逻辑器件)芯片的优势,提出利用嵌有ARM(acorn rISC machine)内核的国产FPGA芯片CME_M7作为硬件开发平台,并采用Verilog HDL(HDL:hardware description language硬件描述语言)语言编程的方法,设计了一种基于国产FPGA的增量式光电编码器测量电机转速的测速电路;经过实验验证,证明了所设计的测速电路精度高、测速范围宽、实时性好、抗干扰能力强。

基于增量式光电编码器电机测速系统的设计

采用光电编码器作为电机测速元件,设计了基于增量式光电编码器电机测速系统.该系统中,光电编码器的输出脉冲经斯密特触发器整形后,由单片机进行采集、计算,测得的电机旋转速度和方向由LCD进行显示,测速周期由键盘进行设定,测速算法采用M/T法.该系统测量精度高,可实时显示,适用于运行时振动较小的电机测速.

增量式光电编码器与单片机的接口设计

本文介绍了增量式光电编码器的工作原理。给出了其与单片机的接口电路,分析了产生误码的原因,并给出了改进方案。

增量式光电编码器在弯管测量中的应用

研究增量式光电编码器在弯管测量机上的应用。着重分析了光电编码器的辨向，防读数误差和脉冲细分原理。