永磁同步电机初始位置检测方法研究

永磁同步电机控制系统运行需要获取转子的初始位置,而装配于同步电机的增量式光电编码器“上电”无法精确获得转子的初始位置。故本文提出利用合适的电流矢量使转子在初始位置处小幅度微动,结合增量式光电编码器的AB信号精确检测PMSM的转子位置。仿真结果验证在辨识过程中转子微动幅度极小,可以满足转子初始相位静态辨识的要求。

小型光电编码器的高分辨力细分技术

为了实现在不增加体积和重量的前提下提高小型光电编码器分辨力和细分精度,对光电编码器高分辨力细分技术进行了研究。首先,分析了影响小型光电编码器分辨力及细分精度的主要因素;其次,利用ADμC841单片机对A/D转换的增益误差和失调误差进行修正;最后,优化电子学细分算法,设计出小型光电编码器高分辨力的信号处理电路。实验结果表明,该设计可以实现编码器精码信号的1 024细分,细分周期误差的峰峰值由163″减小到70″;将外径为Φ40 mm的小型光电编码器分辨力提高4倍至4.98″,精度提高至σ<30″。设计的编码器细分方法,电路结构简单、细分数高,可应用于对体积和重量有严格要求的绝对式和增量式光电编码器中。

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。

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。

基于FPGA的4自由度机械臂控制系统设计及实现

以FPGA为核心控制器，选用高效的空心杯电机、高精度的电机驱动器及高性能的增量式光电编码器设计了一个连杆结构的4自由度机械臂。在QuartusⅡ软件平台中，设计了FPGA与上位机PC的串行通信接口及光电编码器信号采集电路．对编码器输出的信号进行了滤波、四倍频和鉴相设计。基于VC＋＋设计了上位机PC人机交互控制界面，实现了对机械臂单关节和多关节联动的控制。实际应用表明，设计的4自由度机械臂能较稳定、灵活地完成用户指定的动作及目标物体的抓取和搬运．证明了设计的合理性。

基于FPGA与FSM的高精度测角系统设计与实现

介绍了一种基于有限状态机(FSM)的高精度角度测量系统。该系统采用Renishaw高精度增量式光电编码器作为位置传感器来测量角度,在FPGA上用VHDL语言描述与仿真有限状态机,实现信号滤波与去抖,从而保证了计数器计数的正确性。在ARM9处理器上实现角度的实时计算,并控制转台旋转。在激光跟踪测量系统的工程应用中验证了该系统的正确性和有效性。

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ARM9的高解析喷码机系统设计与实现

目前国内的高解析喷码机大多数采用单片机控制,其研究现状无法满足现实生产的需要。系统以ARM9系列的S3C2440为核心搭建硬件电路控制喷头,喷头选用的是XAAR公司的XJ128。电路中采用光电编码器来检测待喷物体的速度,并将速度反馈给主处理器从而实现了对喷头喷印速度的自动调节。此外,还介绍了编码器和SPI驱动程序的编程思想。最后对搭建的硬件系统进行了测试,系统能够满足喷码机高性能的要求,达到了设计的要求。

光电轴角编码器发展现状分析及展望

系统地介绍了光电轴角编码器的概况、原理和性能以及相应开发工作的新动向。重点对德国的Heidenhain公司、日本和中国的主要生产厂家的产品进行了统计和分析,并就一些新技术、新趋势及母板制造方面进行了展望和评述。

小型光电编码器细分芯片的设计

为了实现在不增编码器体积和码盘刻线数的前提下提高中低精度小型光电编码器分辨力,设计了一种适用于小型光电编码器的细分芯片。首先,分析目前电子学细分方法的优缺点,折中分辨率、精度、电路复杂性和可集成性等因素,在相位调制理论基础上提出了把对空间相位位移的测量转化为对瞬时周期时间差值的测量的细分算法,并结合算法原理进行芯片架构总体设计。其次,利用Cadence软件设计了信号细分处理芯片的各个模块电路。然后,对芯片总体电路进行仿真得到调制信号瞬时周期值。最后,将细分后的测量角位移结果与理论基准值对比,并计算最终细分精度。实验结果表明：当光电编码器信号输入在1-100kHz频率范围内,该细分芯片可以实现对光电信号的0-100倍细分。在输入100kHz时细分精度达到0.4571′。与同类处理电路相比具有集成度高、细分辨向功能统一、可移植性好等特点,有一定的工程应用价值。

多模式磁偏码器设计(英文)

为了提供电动机伺服控制所需要的不同模式的位置信号而设计的磁编码器采用了一种全新的双磁钢复合磁路结构。利用2S-10芯片的三轴霍尔效应,感应平行芯片表面的磁场,把磁信号转换成正余弦电信号;在对原始信号误差进行理论分析的基础上,通过DSP对原始正余弦信号进行误差补偿并对角度进行反正切运算,实现增量模式、PWM模式和同步串口模式信号;三步锁定型开关霍尔元件输出无刷直流电机换相信号,最终实现了3种模式信号同时输出。信号右达8位精度、10位分辨率。

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。

光电码盘细分计数及接口设计

采用CAL16V8B可编程逻辑器件实现增量式光电码盘判向细分，该电路既简单、稳定可靠．又经济实惠，是理想的增量式光电码盘细分计数及接口电路。

防过冲游车防碰系统设计

为了避免游车机械事故或人身伤害事故的发生,设计了一种防过冲游车防碰系统。该系统以嵌入式系统为核心,通过检测增量编码器的信号,实现游车在上下移动过程中的实时监测,在出现上碰天车、下砸平台、过速下冲的事故征兆时自动刹车,从而减少钻井作业事故的发生。

基于变速积分的无刷直流电机PID控制系统

设计了以TMS320F28335控制器和PM100CLA060智能功率模块为基础的无刷直流电机控制系统,详细介绍了霍尔位置传感器和增量式光电编码器接口电路的设计方案和实现功能.采用变速积分PID控制算法,实现了转速和电流的双闭环调节.该控制系统具有硬件结构精简、调节精度高及响应速度快等特点,便于高效可靠地运行.

数控机床位置检测装置的优化与应用

数控机床位置检测装置应用很广泛,数控机床位置检测装置包括光电编码器和光栅,掌握光电编码器和光栅的结构、原理和特点,建立感性知识,能够更好的对数控机床位置检测装置加以应用。

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。

一种基于增量式编码器的冲击发电机转速与相位测量方案

大容量试验中需要采集冲击发电机的电压信号,以满足高压断路器试验过程中对合闸相角的控制要求。采用交直流控制发电机测量方式容易受到环境温度的影响而发生温漂,且精度低、体积大,逐渐被全数字测速方式替代。与控制发电机方案相比,基于编码器的全数字测控方法有着明显的优势。文中设计了一种基于增量式编码器的冲击发电机转速与相位测量方案,并介绍了该方案的原理、结构、优点及信号的抗干扰问题,该方案可提高冲击发电机转速和相位同步信号的准确度与精度,为大容量试验过程控制合闸相角提供了科学的依据。

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。