基于非线性跟踪微分器的编码器数据采集应用

针对某望远镜转台使用的SSI接口绝对式编码器,提出基于FPGA读取编码器信号的方案,并给出非线性跟踪微分器的测速滤波方法,同时采用预报补偿的方法解决滤波后的相位延迟问题。根据读取到的编码器位置信息,能够准确快速地估计出速度值,滤除信号中的随机噪声干扰。该方案不依赖对象模型,算法简单,调节参数少,计算量小,易于在工程中实现。通过仿真分析和实验验证表明,该方案能够准确读取绝对式编码器码值,根据码值信息估计速度信息,转台以0.05(°)/s转动时,速度波动方差降低了3.46(″)/s,改善了低速运行的平稳性。实验证明了该方法的准确性和有效性,具有良好的使用价值。     

非线性速度估计器在光电跟踪系统中的应用

高质量的速度反馈信息对光电跟踪系统的跟踪精度有着非常重要的影响。由于受传感器物理限制以及从价格上考虑,通常采用光学编码器并同时为系统提供位置信息和速度信息,因此如何从光学编码器的位置信息中获取高质量的速度信息就显得尤为关键。首先从传统的编码器位置信号差分求速出发,介绍了非线性跟踪-微分器的原理,在此基础上提出了一种非线性速度估计器,同时讨论了如何选择该控制器的设计参数。基于某光电跟踪系统伺服控制结构,并采用抗积分饱和PI控制器作为三环回路控制器,分别对采用非线性速度估计器和向后差分方法的伺服系统进行仿真分析,并进一步在实验平台上进行实验。仿真和实验验证,采用非线性速度估计器的系统比采用向后差分的系统,在稳态性能和跟踪精度上都有明显的提高。     

非线性跟踪微分器在光电吊舱跟踪系统中的应用研究

针对光电吊舱跟踪过程中出现的滞后或超调问题,引入非线性跟踪微分器,实现跟踪微分器PD控制。详细介绍了非线性跟踪微分器的实现原理,建立了基于跟踪微分器PD位置控制模型,既可对给定信号进行滤波,避免引入噪声,又能为给定阶跃输入信号安排过渡过程,减少调节时间,实现输入信号平滑,避免控制系统过冲。仿真试验表明,同传统PD控制相比,非线性跟踪微分器PD控制跟踪精度提高近5倍。     

莫尔条纹光电信号的非线性跟踪微分测速方法

为了实现在低速情况下系统速度的检测,提出了一种基于莫尔条纹光电信号和非线性跟踪微分器的测量角速度和角加速度的方法。首先,分析了莫尔条纹光电信号特性;然后结合非线性跟踪微分器理论,对编码器输出的光电信号进行滤波和相位补偿;最后,将两级非线性跟踪微分器级联,同时得到速度和加速度。实验结果表明:该方法增加了低速时采样频率,提高了速度测量的平稳性、精度和实时性。将该方法应用于某采用21 位编码器作为角度传感器的系统中,成功实现了速度及加速度地检测。当速度降低到0.001 7（）/s 时,设置采样时间为5 ms,则采样频率为通常方法的20 倍,更好的解决了低速系统对测速平稳性、精度和实时性的要求。     

基于跟踪微分器的非线性PID控制器设计

文章介绍了基于跟踪微分器的非线性PID控制系统,并做癌算法仿真。仿真结果表明,跟踪微分器具有较好的滤波特性,并且基于跟踪微分器的非线性PID控制器,在噪声扰动下,体现了较强的抗噪声能力,并可无超调的跟踪原始信号。     

非线性跟踪微分器稳态性能分析及仿真研究

针对非线性跟踪微分器无法实现对所有输入信号的无差跟踪问题,研究3种不同形式跟踪微分器的稳态性能.通过分析抑制函数的特性和典型输入情况下系统的稳态误差,确定其适用范围,并对推论结果进行验证.仿真实验表明,非线性跟踪微分器为一阶无差系统,只能实现对阶跃输入信号的无差跟踪.     

跟踪微分器在半捷联导引头中的应用

对半捷联稳定方式导引头进行了研究,导出了半捷联导引头稳定控制原理,并进一步建立了完整的半捷联导引头稳定回路框图。介绍了跟踪微分器的工作原理,并对其进行了数值仿真,仿真结果显示了跟踪微分器良好的跟踪性能和滤波性能。在半捷联稳定中,为了减小由框架角位置微分求取框架角速度引入的较大的测速噪声,提出了采用跟踪微分器的方法。数值仿真和半实物实验结果说明了跟踪微分器能有效地从角位置信号中微分求得角速度信号,系统稳定精度提高了80%,证明了跟踪微分器在半捷联稳定中应用的可行性和有效性。     

基于跟踪-微分器的宽动态测速系统设计

传统的基于跟踪-微分器的测速方法随着输入信号变化速率的升高,输出的信号会产生较为明显的滞后,滞后的消除通过增大速度因子来实现,而增大速度因子会降低其滤波效果,在输出信号中复现输入信号中混杂的噪声;减小噪声的影响,需要通过增大滤波因子来实现,而这又会增加系统输出的滞后。针对滤波性能与跟踪速度之间的矛盾,设计了一个可以根据输入信号的变化速率自适应调整速度因子和滤波因子的测速系统,通过构造了一个Lyapunov函数证明了该系统的稳定性。仿真结果表明,该系统可以在宽动态范围内对输入信号进行跟踪,并保持良好的滤波效果。     

基于改进离散跟踪微分器的目标状态估计算法

目前,大多数目标跟踪算法都是基于模型的,不正确的模型经常导致错误的结果。为此,提出了一种不依赖于模型的目标状态估计算法。首先,针对信号跟踪的特点,在控制不受限制的条件下,推导出了二阶离散系统最速控制综合函数;然后,基于此控制函数构造了一种简单的快速离散跟踪微分器;最后,将此离散跟踪微分器与移动平均技术结合用于目标的状态估计。数值仿真结果表明提出的方法对输入信号具有非常好的跟踪能力,能很好地滤除噪声且能给出较好的微分信号。     

EPC-755A微型光电编码器及其应用

ＥＰＣ－７５５Ａ是一种适用面很广的微型光电编码器，本文介绍其主要特性参数，输出电路类型和输出信号，并给出了ＥＰＣ－７５５Ａ在汽车方向盘旋转角度测量中的具体应用 实例。     

An adaptive filtering algorithm of velocity estimation

In this paper, a novel adaptive filtering algorithm using real-time deviation of velocity estimation is presented for maneuvering target tracking. This new algorithm will be called adaptive filtering algorithm of velocity estimation. A number of simulation results indicate that the algorithm not only has good performance on tracking maneuvering target, but also greatly improves the capacity for tracking non-maneuvering target. So it is worthy to be applied widely in practice.     

基于速度估计的成像器稳定装置摩擦补偿

针对成像器稳定装置中由于摩擦力距造成的跟踪误差这一问题,采用自适应滑模控制的方法对摩擦力矩进行有效补偿,并且提出了基于改进欧拉近似法从位置测量信号中获取速度信号的方法。通过在成像器稳定装置控制系统中的实际应用,表明提出的方法有效地减小了成像器稳定装置的跟踪误差,算法简单、易于实现。     

基于FPGA的光电编码器接口设计

基于减小导弹舵机系统的体积的目的,采用一个控制器控制四个舵机,舵机控制器以DSP＋FPGA为核心架构,控制器中的编码器接口通过FPGA来实现。根据增量式光电码盘进行位置检测的原理,本文采用Verilog语言,提出了一种基于FPGA的实现增量式光电编码器接口的设计方案。通过实验证明,该接口具有数字滤波、方向鉴别、双向计数、复位等功能,能够与DSP等多种CPU相连。     

APPLICATION OF NONLINEAR WATERMARK TECHNIQUES IN DIGITAL LIBRARIES

A digital watermark is an invisible mark embedded in a digital image that may be used for a number of different purposes including copyright protection. Due to the urgent need for protecting the copyright of digital products in digital library, digital watermarking has been proposed as a solution to this problem. This letter describes potential situations that nonlinear theory can be used to enhance robustness and security of the watermark in digital library. Some nonlinear watermark techniques have been enumerated. Experimental results show that the proposed scheme is superior to the general watermark scheme both in security and robustness in digital library.     

光纤CDMA系统中光编解码器的优化设计方法

本文从影响光编解码器性能的诸多因素中首次给出了优化因子－最佳耦合系数的定义，并考虑实际应用推导了优化因子方程，其正确性得到了 理论和实验两方面的验证。     

光电编码器在汽车音响系统中的应用

光电编码器是一种精度高的数字化检测装置,外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮,被广泛用于车载电子设备的菜单选择和调节等。主要以日本阿尔卑斯EC11J微型光电编码器为例,分析了增量式光电编码器的构造和原理,阐述其在汽车音响音量调节中的应用,并设计了编码器输出控制电路对脉冲的辨向和计数的软件编程方法,进一步总结出程序测试的要点,以检测程序的正确性。     

光纤延迟线长度编码优化设计

在光纤延迟测向激光告警系统中，光纤延迟线是用来连接光学接收系统和光电转换系统的．起到传输光、延迟光、对光信号进行编码的作用。由于光纤延迟线的长度不同，光学窗口接收到的激光脉冲产生不同的时间延迟．从而实现激光方位信息到时间信息的转变。光纤延迟线的长度对激光告警器的体积、光学损耗、虚警率等因素有着直接的影响，在此利用激光脉冲的相关特性，通过最优化理论对光纤延迟线进行排列组合．提出了光纤延迟线长度编码的优化设计方法，通过对相关理论的分析与计算．得到了一个全向矩阵的排列方式，从而得出了相应的排列原则。按照该原则对光纤延迟线进行排列组合，从理论上得到了最优的光纤延迟线总长度值，为激光测向告警器的优化设计提供了重要的理论依据。     

High-resolution velocity estimation and range profile analysis of moving target for pulse LFM UWB radar

A high-resolution estimation of velocity and range profile (HREVRP) method is studied to yield both high-resolution radial velocity and range profile of slowly moving target for pulse linear frequency modulation (LFM) ultra-wideband (UWB) radar. Two-dimensional projection discrete Fourier transform (2-DPDFT) is utilized to estimate the velocity. The range profile is then obtained by compensating its motion and spread with this velocity estimate. In addition, a range of the velocities is derived based on velocity ambiguity and corresponding phase restriction. The proposed method does not require any initial velocity estimation and focusing matrices construction. Besides, it has superior performance of velocity estimation compared with conventional techniques, especially at low signal-to-noise ratio (SNR) levels. The simulations validate the effectiveness of the method.     

二维光正交码OCDMA系统编解码器的设计

文章提出了二维光正交码的概念并对其性有进行了分析，重点介绍了二维光正交码光纤延迟线编解码器的设计，并且给出了二维光正交码光纤光栅编码原理。