正余弦编码器细分算法误差分析及补偿

针对正余弦编码器产生的信号存在偏差导致测量不够精确的问题,分析了含有直流偏置、幅值偏差、相位偏差时,构造的正切函数的相位变化情况,通过计算及仿真求得了变化的最大值;分析计算了偏差对测量角度的影响,以此确定具有最大影响的偏差;提出了相应的偏差补偿方法以减少测量结果的误差。采用Matlab软件计算对比了补偿前、后的测量结果,验证了补偿算法的有效性。

正余弦编码器细分装置的设计

所设计的正余弦编码器细分装置将位置传感器产生的与角度位置成正余弦关系的电信号,采用正切算法计算角度并进行偏差补偿,得到精确的角度位置信号。完成了基于DSP的正余弦编码器角度位置细分装置的软硬件设计,采用全差动放大器件接收差分信号,高速ADC转换芯片+FPGA+DSP实现了区间划分和对信号的细分计算、偏差补偿以及转向判别,使装置具有了信号采集、数据计算和结果输出功能,可用于角度的高分辨率测量。

基于正余弦编码器的位置细分技术综述

随着伺服系统控制性能要求的不断提高,正余弦编码器的应用技术研究也引起了越来越多科研人员的兴趣,相继取得了大量的科研成果。然而正余弦编码器作为一种工程领域应用的传感器,其各种方案都有一定的工程适用性,同时受到一定的使用范围限制,需进行详细的研究梳理。系统地研究了正余弦编码器在电机伺服系统中的应用技术,着重分析比较了其测量精度及方案的优缺点,总结了各方案的实际工程领域适用性,并针对现有方案无法满足超低速矢量控制技术的研究现状和不足,重点展望了正余弦编码器的发展趋势,指出了基于正余弦信号直接快速获取高精度位置的技术及抗抖动等方面的研究方向,对其应用技术的进一步研究具有重要的参考价值。

正余弦编码器细分技术的抗干扰设计

编码器信号在传输过程中容易受到辐射干扰与传导干扰的影响,特别是在大功率应用场合,而正余弦编码器的细分技术对信号质量又比较敏感。针对正余弦编码器的信号干扰,提出了基于迟滞比较器和基于D触发器的抗干扰设计方法,并结合其细分技术给出了相应的软件处理方法。MULTISIM仿真与现场实验测试验证了两种方法均可以有效地抑制干扰,同时验证了基于D触发器的抗干扰设计效果更好。

正余弦编码器细分技术研究

研究正余弦编码器的细分算法,针对CORDIC算法细分精度高时对正余弦信号噪声要求比较敏感的缺陷,论证跟踪环路细分算法,对该算法的控制结构,参数选择以及主要优缺点进行了研究。通过这种细分算法可以有效抑制正余弦编码信号噪声,达到更高精度的细分。

正余弦编码器细分技术研究

为提高正余弦编码器的分辨率,提出用硬件细分的方法将512刻线的正余弦编码器进行信号12倍频,利用比较器和异或门搭建电路,将输出信号倍频12倍,该方法读数迅速,能达到动态测量的要求,而且成本低。详细分析其工作原理,用Saber软件进行电路仿真。仿真结果表明该方法能使512p/r分辨率的编码器提高到6 144p/r,在实际应用中得到了验证。

基于改进CORDIC算法的正余弦编码器信号细分技术

为了获取更精确的电机位置等实时反馈信息,提高数控系统等闭环控制系统的反馈精度,主要设计了基于改进坐标旋转数字计算(CORDIC)算法的正余弦编码器高分辨率信号处理方法。首先通过信号调理电路对编码器信号进行差分放大和整形滤波等处理;然后四倍频计数得到粗码信息,并通过基于改进CORDIC算法的电子学细分方法获得精插补位置信息;最后,将粗码和精码信息整合,得到高分辨率和高精度的电机角位置信息。实验结果显示,与算法优化改进前相比,该方法信号测量误差明显减少,精度较高。

基于闭环跟踪法的正余弦编码器细分技术

位置传感器精度直接影响到伺服系统的控制性能,正余弦编码器细分技术是目前获取高分辨率位置检测精度的主要手段。针对常规细分算法计算时间长的缺点,研究正余弦编码器解码的实现方法和闭环跟踪细分算法,给出细分算法实现框图和设计参数,缩短计算时间,大大提高了测速范围和细分精度。最后在ARM处理器上实现该算法,采样计算频率达500kHz,各个性能满足伺服位置传感器的性能要求。

基于正余弦编码器反馈处理的FPGA在伺服驱动中的应用

伺服驱动用于自动化系统、机器人、以及专用机器与机床的驱动系统等众多领域。这些领域均对动力学、速度的稳定性和精度具有一定的要求,而满足这些要求时需要增加控制环的带宽。本文描述了一些基于FPGA的编码器方案以连接伺服驱动。由于数字滤波器在FPGA中的使用,位置信号的质量显著提高。用于伺服驱动后,这种较好的信噪比的信号可实现相对平滑(低噪)的电机电流,并可以提高控制环的增益。

一种正余弦编码器高精度信号处理系统的设计与仿真

随着数控系统等闭环控制精度要求的不断提高,对电动机位置转速等实时反馈信息的精度要求也越来越高。文中研究了增量式旋转编码器的高精度信号处理及接口电路设计,通过设计硬件电路对编码器信号进行差分放大和整形滤波等处理,然后对信号进行粗码计数,并通过基于CORDIC算法的电子学细分方法获得精插补位置信息。最后,将粗码和精码信息整合,得到高精度的电动机位置和速度信息。实验显示,该方法处理结果可以达到29位分辨率,精度可以达到几秒。

非对称延迟对正余弦编码器的影响及补偿策略

针对一种新型发电机不抽转子膛内故障诊断的智能检测平台需要抗性好、精度高的编码器来进行位置信息采集处理从而实现精准计步的问题,分析了当磁电编码器采样的正余弦信号之间存在偏差时,通过传统的细分方法计算角度将会存在一定的偏差。对此建立仿真模型分别讨论了正余弦信号不同延时情况下对细分精度以及转速的影响,在此基础上提出了新的采样策略来尽可能的减少延时影响,从而保证平台在运动过程中可以获得精确的位置信息。实验结果表明新的采样策略可以有效减少延时影响造成的偏差,提高细分精度,具有良好的性能。

基于正余弦编码器反馈处理的FPGA在伺服驱动中的应用

伺服驱动用于自动化系统、机器人、以及专用机器与机床的驱动系统等众多领域。这些领域均对动力学、速度的稳定性和精度具有一定的要求,而满足这些要求时需要增加控制环的带宽。本文描述了一些基于FPGA的编码器方案以连接伺服驱动。由于数字滤波器在FPGA中的使用,位置信号的质量显著提高。用于伺服驱动后,这种较好的信噪比的信号可实现相对平滑(低噪)的电机电流,并可以提高控制环的增益。

一种基于环路跟踪的正余弦编码器角度解析方法

本文分析正余弦解码器的解码过程,基于对编码器的整体描述,梳理形成信号的运行机理。进一步研究其在闭环细分中合理化设计,确定细分算法及参数,建立仿真模型,对误差进行理论性研究。结合具体的实验,对比结果和仿真数据的差异,验证本文讨论细分技术的可行性。以期业内人士参与探讨。

编码器正余弦信号细分技术应用研究

选用HENGSTLER RS53正余弦编码器,结合13位弦波信号差补细分芯片iC-NQI和HEIDENHAIN ND281B数显装置,搭建了高精度交流伺服驱动测控装置实验平台。使用可编程逻辑器件FPGA和硬件描述语言VHDL,实现串行BISS通信协议对iC-NQI芯片的初始化寄存器配置,并实时读出数字化的正余弦编码器当前速度和绝对值角度、位置值。实验结果表明:iC-NQI器件运行平稳,性能可靠,系统定位精度可达到0.005°(18"),重复定位精度可达到0.001°(3.6"),满足高分辨力、高动态性能伺服运动控制的要求,在高精度、高速度数控机床加工等行业领域中具有重要的实际应用价值。

永磁同步电机转子位置复合检测及起动运行策略

电梯用永磁曳引机的驱动控制需要实时获取转子的机械角度,如何在曳引机起动及运行阶段准确地检测转子位置是需要解决的关键问题。基于正余弦型复合编码器,提出一种绝对式与增量式相结合的转子位置复合检测方案。首先在分析绝对式和增量式转子位置检测原理的基础上,对两种转子位置检测算法进行优化,提高转子位置检测精度;然后结合转矩最大矢量控制策略,提出在转子位置复合检测方案下的电机起动运行方案;最后,仿真与实验结果表明所提出的转子位置复合检测方案可以保证电机的正常稳定运行。

基于卡尔曼滤波信号细分的减速器测试研究

为了改善目前高速编码器信号细分精度低、运算速度慢和成本高的现状,研究面向减速器测试的高精度正余弦编码器设计了一种基于卡尔曼滤波的信号细分系统。系统采用高速数字化仪采集编码器输出的模拟信号,经过卡尔曼滤波算法去噪,最后通过软件细分方法计算编码器实际的旋转角度。其中软件细分方法设计了模拟脉冲计数和反正切细分两种方法,模拟脉冲计数法是通过将信号反正切值模拟脉冲计数的方式得到编码器转角输出,反正切细分法是通过求取信号反正切的方式得到编码器转角输出。经过仿真验证该系统的精确度及稳定性,并在精密减速器测试平台的高精度正余弦编码器数据采集系统上进行了实际编码器运转信号数据采集,进行卡尔曼滤波前后对比实验和软件细分方法对比分析,结果表明,系统能够在可控成本范围内大幅提高编码器角度计算的准确性和测量精度。

电梯无齿曳引机启动转矩补偿的建模和仿真

电梯抱闸打开瞬间,由于曳引轮两边悬挂重量不平衡,电机负载力矩发生突变,轿厢出现溜车和抖动现象,影响电梯起动时的舒适感。预转矩功能使电机提前输出一个电磁补偿转矩,实现电梯的平滑启动,常见的预转矩方法是带称重装置的。提出一种基于ERN1387编码器高精度细分的无称重装置的起动转矩补偿方法,用Simulink仿真软件搭建了曳引机械系统、正余弦编码器和曳引电机的仿真模型。仿真结果验证了该转矩补偿方法的可行性和有效性。