一种光电编码器精度自动检测系统

随着光电编码器的广泛应用,市场对其需求也逐渐增大。利用自准直仪－金属多面棱体对光电编码器精度检测的传 统手动检测方法具有检测效率低的缺点,严重制约了光电编码器生产效率的提高。针对上述问题,设计了一种光电编码器精度自动检测系统,MATLAB程序控制电机带动待测光电编码器同步旋转,通过对比待测光电编码器及电机运动角度的数据计算待测光电编码器的精度,实现光电编码器精度自动检测。系统采用沿面检测算法减小测量结果的分辨率误差,采用傅里叶谐波分析方法对电机转角误差进行修正,进而提高了检测精度,使用该系统对某型号的 16位光电编码器进行检测.实验结果显示该系统检测精度不大于±２″,该系统具有结构简单,检测精度高的优点,可提高光电编码器的生产和检测效率。     

基于PMAC的全闭环控制在超声检测中的应用

对复杂形状的曲面进行超声检测时,传统的半闭环控制无法消除传动环节的误差,因此难以检测到材料中1.2 mm以下的缺陷.为改善系统并提高精度,可以在负载上增加光电编码器形成全闭环控制系统.通过光电编码器将负载运动的实际位置反馈给控制卡,由控制卡实现传动误差的实时补偿,提高运动精度.为验证该方法的有效性,对全闭环系统进行建模并且用Matlab求出了系统的动态响应曲线,分析表明全闭环控制能够减少传动环节的延时和误差.实际应用中,对同一个飞机螺旋桨叶片分别采用半闭环和全闭环系统进行检测,结果表明,全闭环控制可使系统的位置误差由15.43 μm减少到9.51μm.检测飞机螺旋桨叶片时的缺陷误判几率由8.3%降为3.2%.     

高精度微弱信号检测装置设计

为了更好地提取被强噪声淹没的微弱信号,适应工业发展的需求,结合实际项目,利用同步外差技术设计了一个以STM32F107VC微处理器为控制单元,以MC1496为检测核心的微弱信号检测装置,从设计的微弱信号检测装置的检测精度要求出发,分析检测装置误差来源,并提出减小误差的解决方案,通过实测的数据进行了验证,实验结果表明:该装置可以实现对不同频率信号的识别和检测,具有很高的精度.     

基于STM32的四旋翼姿态控制系统

为解决四旋翼姿态检测易受干扰的问题,介绍了以STM32F103RBT6微处理器为控制核心的姿态检测与控制系统;选用多传感器采集与数据融合技术,提高了姿态检测精度,实现了四旋翼姿态的控制;该系统利用STM32内部定时器、I~2C及SPI通信接口、USART模块实现了PWM信号的产生、姿态检测、无线数据通信,并对该系统的硬件环节及软件实现进行了阐述;实验结果表明,控制系统位置最大误差小于50 mm,姿态角控制精度为3~5°,该设计结合嵌入式实时操作系统,保证了系统的可靠性和实时性,满足系统设计要求。     

光电编码器在剪切钢板长度测量中的应用

介绍了钢板剪切设备的基本构成和利用单片机实现的电气控制系统方案,重点分析了光电编码器在剪切钢板长度测量中的信号处理电路及提高测量精度的方法;通过对实际测量数据分析,在剪切钢板长度2～6m,7～10m范围内,长度误差均不超过±2mm,±4mm的允许误差,达到了控制精度要求.     

一种新型光电编码器转角精度检测装置及实验分析

本文提出了一种检测系统,它提高了对光电轴角编码器转角精度检测的效率,并可在线检测及校正编码器精度。本装置内置激光自准直平行光管和多面体标准器,利用计算机控制进行检测、数据采集、数据处理,可直接显示检测结果,自动化程度高提高了检测效率。通过对检测系统特点和对检测数据进行分析,从中找到一些造成误差的因素。     

机载光电平台安装误差分析

误差仿真分析是设计和提高光电平台检测精度的一种重要手段.鉴于目前大多数文献讨论的多为测试转台的自身精度在检测平台过程中对平台精度的影响,缺乏全面性,没有考虑到两装置的安装误差,采用坐标系平移及向量旋转理论,把光电平台与转台存在安装角及两装置回转中心不重合的情况转移到同一坐标系下,并充分考虑到两装置的回转中心距离同模拟目标器通光孔径的关系,建立检测光电平台精度的误差模型,用Matlab软件加以仿真计算,得出安装角在0'～5'范围内,最大方位角误差为14.1",俯仰角误差为17.7".     

一种新型高旋弹体滚转角测量系统

利用常规方法直接测量高速旋转弹体的滚转角测量精度较低,针对该问题,提出了一种基于微惯性测量组合(MIMU)与光电编码器综合测试的弹体滚转角测量系统.通过MIMU实时测量半捷联惯性测量平台内筒的姿态信息,利用光电编码器测量半捷联惯性测量平台内筒与弹体之间的相对转角,采用FPGA作为主控芯片来实现弹载环境下光电编码器输出脉冲的抗抖动干扰设计,结合MIMU数据,实现了弹体滚转角的准确测量.经试验验证,该系统能够完整有效地记录弹体滚转角信息,测量精度稳定在3°以内.     

基于精密伺服的光电编码器的校准系统设计

介绍了一种采用对比检测法的光电编码器误差检测系统,下位机以PLC的CPU模块为控制核心,伺服电机带动内置编码器转动一定的基准脉冲数,高速计数模块读取被检编码器的实际输出脉冲数,经计算获取被检编码器的分辨率误差.同时将被测信息传送到上位PC机测试记录系统,自动保存、生成测试报告.该系统结构简单,安装要求低,检测精度高.     

基于重力加速度的采煤机摇臂摆角检测装置

针对基于转角位移检测原理的采煤机摇臂摆角检测装置安装精度要求高、校准复杂等问题,设计了基于重力加速度的采煤机摇臂摆角检测装置。该装置利用SCA830倾角检测计来获取装置绝对倾角,再根据机身倾角和装置在摇臂上的安装位置计算出摇臂实际摆角。实验结果表明,该装置安装、校准方便,检测结果较准确,而且反映迅速、实时性较好。     

基于DSP的电机伺服系统中的模糊PID控制

在电机控制的电动缸往返运动的伺服系统中,电机频繁换向会产生电动缸的幅值响应误差,严重影响了系统的控制精度.针对这一情况,采用新型DSP芯片TMS320F28335的eQEP模块和编码器来实时检测电机的运行位置,并将一种模糊PID技术引入其中,实时修正电机的运行误差,提高了系统的动态性能.详细介绍了系统的组成及控制原理,...     

位置差反馈最优同步控制系统的研究

在系统性能的评价函数中，依据对同步运动系统各轴自身的位置误差和它们的同步位置误差的加权评价，提出一种位置差反馈的最优同步运动控制方法。这种同上控制方法具有状态反馈控制的特性，可使同步运动系统各轴的运动特性趋于一致，提高了系统的同步运动精度，增强了系统对外界干扰的抵抗能力。     

基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统设计

为了减小智能探测机器人运动轨迹误差,实现精准控制,提高智能探测机器人运动控制效率,设计基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统;采用TMS320LF2407A主控芯片,集成650 V功率管,在电感电流断续模式下工作,提供系统驱动能量,设置光电耦合器,处理控制信号发射,调整控制电路内部电流关系;选用6ES7214-1AG40-0XB0控制器以及信号和通信模块扩展,控制机器人运动轨迹,结合内部驱动装置,整合运动数据信息进行存储,实现运动控制系统硬件结构设计;通过调节程序开始数据,结合内部脉冲数据,构建软件平台管理模块,获取机器人运动轨迹数据;采用大数据聚类技术,建立控制系统大数据分布结构模型,模拟非线性时变LFM控制信号,提取特征并聚类运动轨迹数据,获取精准运动轨迹数据,减少运动轨迹偏差程度,完成运动控制系统软件设计;实验结果表明,基于大数据聚类的运动控制系统的运动轨迹误差较小,能够有效实现精准控制,提高运动控制效率.     

低码率视频编码的优化方法

采用的低码率视频编码方法是以全局运动补偿和局部运动补偿为核心的混合编码方法.主要针对MPEG-4中原有算法计算量大、复杂度高的特点进行了编码系统优化,将这一编码方法实用化.该优化方法是针对占编码系统70%计算量的全局运动估计进行的,采用了基于运动特征的运动估计方法和鲁棒的目标函数,并在优化方法中引入了三级金字塔的分层计算.从对比实验结果来看,优化方法对不同运动类别视频的编码都是有效的,系统编码速度提高了3倍以上.目前,这项优化方法已经被MPEG-4视频编码优化小组采用.     

基于XMC4800的EtherCAT总线伺服控制系统设计

在研究实时工业以太网的基础上,设计了一套支持工业以太网EtherCAT总线通讯的伺服驱动系统。采用英飞凌公司ARM Cortex-M4架构且集成EtherCAT从站控制器功能的XMC4800单片机,搭建了一种EtherCAT总线型伺服驱动器。设计了EtherCAT从站伺服驱动电路,包括网络通讯电路、电机驱动电路、电流与电压检测电路、编码器检测电路等。利用倍福SSC_Tool软件配置生成从站协议代码和设备描述XML文件,按照CIA402运动控制协议添加适用于本系统的对象字典;在英飞凌的编程软件Dave上配置ECAT_SSC和SVPWM控制的APP,生成底层代码;设计了ADC转换结束中断服务子程序,包含伺服驱动的位置环、速度环、力矩环和电流环控制算法。基于精密滚珠丝杆模组搭建一个单轴伺服实验装置,利用TwinCAT软件验证设计的EtherCAT从站伺服驱动系统的可行性。     

Measurement and compensation of errors in absolute encoder using dual absolute encoder system

The dual absolute encoder (DAE) system is a measurement system for a motion control system that comprises two absolute encoders and one reduction mechanism. In terms of accuracy and measuring range, DAE is superior to ordinary dual encoder systems, which comprise one incremental encoder, one absolute encoder, and a reduction mechanism. In this study, we focus on the error measurement and compensation using DAE system. There have been many studies to measure and compensate for the errors in measuring systems. However, this typically demands high precision equipment to measure the errors, and attaching and detaching the equipment affects the errors. We measured the errors in the absolute encoder by using the DAE systems solely. The measured errors are modeled using harmonic functions and compensated for by using the modeled errors. The experimental results reveal that the maximum errors and mean absolute errors decrease by one-seventh and one-twelfth, respectively, after error compensation. As a result, we can compensate the errors in the encoders with the encoder system, itself. Additionally, the modeled errors in a DAE system are observed to remain constant even when changing the reduction ratios between two absolute encoders. Once the errors are measured and modeled in the DAE system, the modeled errors can be applied to a DAE system with a different reduction ratio for error compensation.

     

精密排线系统的设计方法研究

根据绕线机的精密排线要求,设计了一种三闭环的排线系统,该排线系统由位置环、速度环和电流环组成。位置环用来将给定位置和电机实际反馈位置比较,通过滚轴丝杠完成张力支撑部分的排线移动工作,以达到最小误差要求。速度环根据收线架的给定速度计算排线运行系统的速度,结合反馈量实时调节电机电流,即电机速度。速度环的速度决定了整个系统的动态响应速度。电流环主要用来计算电机传动的力矩,可以根据提前保存的电机数据自动优化设置参数;该系统利用高精度的编码器构成位置闭合回路,该系统具有两个同步运行的排线平移系统,为张力支撑部分的排线平移系统和放线轮的排线平移系统。经实验验证,该控制系统两个平移系统同步性能好,密排效果满足技术要求。     

A self-calibration method for error of photoelectric encoder based on gyro in rotational inertial navigation system

As a precision goniometer, photoelectric encoder plays an important role in rotational inertial navigation system (RINS). The encoder is used to measure the rotate angle of rotating mechanism for attitude calculation and feedback of motor control. However, the experiment shows that there are position-related errors in the encoder output, so calibration is necessary in high precision applications. This paper presents a calibration method designed by the characteristics of encoder errors and the structure of a tri-axis RINS. In RINS, the gyro sensitive axis can be coincided with the motor axis by gimbals rotation, and then the gyro and the photoelectric encoder measure the same angle, so the error can be calculated as the difference between the encoder output and the integral of gyro output. The error will be analyzed through Fourier method, then the error will be fitted by least squares method and a harmonic model will be established. The verification experiments demonstrate that the angle measurement error is reduced from ± 40″ to ± 2″, and the attitude output error drops 75″. The calibration method is proved to be experimentally effective.

     

基于加速度计的手指运动姿态检测

针对动态测量手指关节角度的需要,设计了一种基于MEMS加速度计的手指运动姿态检测方法。在该方法中,通过固定于手指上的三轴加速度计ADXL330的各个敏感轴感受到的重力加速度分量的大小来检测手指的关节角度。为了验证该方法的可行性,设计了一步进电机控制的能在竖直平面内转动的装置,通过同步检测传感器的输出和电机转动的角度,评估传感器在动态条件下的测量精度,结果表明:在动态条件下,其绝对误差为1°～2.5°,相对误差为3%～6%。在此基础上,将传感器用于测量手指关节的运动姿态,采集手指敲击键盘时传感器的输出,通过数据处理获得食指MCP关节、PIP关节和DIP关节随时间的变化关系。实验结果表明:加速度计可以有效地检测手指的运动姿态。     

Micro tracking and positioning using off-the-shelf servopneumatics

Conventional pneumatic systems do not exhibit significant heat or magnetic fields and present high force to volume ratios. They are, however, typically confined to simple motion tasks owing to their control complexity. Leveraging on a sliding mode based control strategy, the authors have shown in previous works that good tracking and positioning results can be achieved using off-the-shelf servopneumatics. This paper extends the previously mentioned works by applying a modified version of the control law to a new experimental setup comprising different valves and actuators and a better resolution encoder. The modification of the control law involves the use of a new boundary layer thickness variation law, different from the one previously used. Experimental results show that the modified control law leads to very accurate motion control. The positioning error from a control perspective is only limited by the encoder resolution, 1 μm, in any position of the piston stroke and when carrying loads of 3 kg and 8 kg, without any controller retuning. Good results in the micrometer range are also obtained when tracking sinusoidal and triangular references.