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。

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。

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。

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。

一种带有距离编码的增量式编码器的找零算法及实现

以HEIDENHAIN RON786C型增量式编码器为代表详述了一种独特的距离编码机制和利用距离编码的快速找零算法,并结合其在三轴转台项目中的实际应用,提出了在摆动旋转系统中进行自动找零的完整方法.根据理论分析及实验验证,该找零方法在快速性、精确性、抗干扰能力以及对系统性能的要求等方面相比一般增量式编码器仅通过零位刻线进行找零的方法具有突出的优势,而算法本身也相当简便.从功能上讲,该结构和算法相当于将增量式编码器用作准绝对式编码器,因此具有很高的实用价值和推广意义.

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。

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。

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。

基于普通精度增量式编码器的永磁伺服电机低速检测与控制优化方法研究

针对永磁同步伺服电机传统控制方法的缺点,提出了一种基于普通精度增量式编码器的低速检测与控制优化方法。在普通低速区,该方法通过扩展M/T法来提高速度检测精度;在超低速区,采用一种改进的T法进行闭环跟踪反馈以实现高精度的速度检测,同时,采用参考速度自适应的PI控制方法,从而获得较好的速度控制性能。最后,在DSP控制器和永磁无刷伺服电机上进行了实验,实验结果表明,所提的优化策略提高了系统低速时的动态性能,扩展了系统的调速范围。

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。

一种高精度增量式编码器在直驱风力发电系统中的应用

在使用永磁同步发电机的直驱型风力发电系统中,转子位置和速度的精确检测对实现高性能电机控制非常重要。在转速较低时,常规增量式编码器难以满足测量精度的要求。鉴于此,采用一种高精度的增量式编码器(RF53),其每转输出8192个脉冲,且与数字信号处理器(DSP)的接口电路简单,同时具有较强的抗干扰能力。试验结果表明:采用RF53作为永磁直驱试验系统的编码器,可以获得良好的永磁电机控制性能,能够较好地满足试验中,在转速相对较低时(约200r/min的中速运行范围)对码盘测量精度的要求。

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。

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。

一种高精度的增量式光学编码器

本文介绍了一种１４位增量式光学编码器，包括光学部分和电气部分的组成及工作原理．作为应用实例，还介绍了用单片机（ＭＣＵ）对输出的编码进行计数并加以显示．

基于增量式旋转编码器的永磁风力发电机控制研究

永磁直驱型风力发电机是一种低转速大转矩的发电机,风力机运行过程中要实现最大风能的捕获,需要对发电机进行转矩控制。使用一种高精度增量式旋转编码器,测量永磁同步发电机的转速和转子位置,并在此基础上实现了发电机的矢量控制。实验表明,经过初始安装角度的校正,这种高精度的增量式码盘能够准确测量发电机的转速和转子位置,没有累积误差,基于这种编码器的矢量控制方法在永磁风电实验系统上取得了很好的效果。