钢环反射式光栅编码器在转台伺服系统中的应用

在使用望远镜转台伺服控制系统中,精确检测转台位置和速度对实现恒星,卫星稳定跟踪非常重要,常规的增量式编码器难以满足跟踪精度要求.鉴于此,选用一种高精度的钢环反射式光栅编码器(RESM20USA413),且与ARM处理器的接口电路简单,对编码器输出信号进行了光学细分,滤波处理,并对系统进行了跟踪测试.实验结果表明:采用RESM20USA413作为直驱转台伺服系统的编码器,方位,俯仰轴的跟踪精度均在5″以下,满足系统的跟踪要求.     

堡盟推出可编程分辩率增量编码器BHF／BHG

堡盟公司推出的一款可编程分辩率增量编码器BHF／BHG,此编码器采用光电感应原理,最大分辨率通过编程可达320000ppr,重复精度可达0．0120,最大开关频率1．3MHZ,盲孔的型号是BHF,通孔的型号BHG,安装深度只有40。这款编码器采用了堡盟专利的低谐波技术和光栅的特殊设计,由于编码器的信号质量取决于编码盘轴的平直度和光栅与编码盘之间的距离,     

基于机器视觉的编码器光栅装配偏心调整技术

编码器光栅装配的过程中, 光栅实际回转中心与编码器主体轴的回转中心很难重合, 这样会影响编码器的输出信号的精度。为了解决编码器光栅与主轴的偏心问题, 提出一种基于机器视觉的光栅偏心自动调整系统。对光栅表面图像进行分析处理, 对边界跟踪提取及基于Hough变换圆弧检测等算法进行研究。根据光栅装配要求搭建了偏心计算系统的硬件系统。对光栅图像进行预处理及形态学操作, 在分析提取光栅基圆部分圆弧边界的基础上, 通过Hough变换的圆弧检测原理还原出光栅基圆并标定其圆心。介绍了系统通过多幅光栅基圆圆心拟合回转圆, 确定光栅偏心位置。实验结果表明, 基于机器视觉的编码器光栅偏心计算方法成功计算出光栅与主轴的偏心位置, 为光栅偏心调节奠定了基础。采用光栅偏心计算系统在编码器光栅的装配作业中具有很好的可行性。     

轮履式焊接机器人十字滑块位置信号检测技术

焊接机器人的控制精度是决定焊接质量的关键因素，提高检测精度是提高控制精度的主要途径。增量式光电编码器是一种广泛应用于位置检测的传感器。针对提高增量式光电码盘位置检测的精度，详细分析了对光电码盘输出信号四倍频及判向处理的原理，并给出了相应的的电路和计数电路，实现了轮履式机器人系统闭环控制。实验结果表明该电路具有简单、可靠、精度高的特点。     

麦克劳林级数法求取光电编码器转子位置算法

由于制作工艺使得光栅线数受到限制,增量式光电编码器每转一周输出的脉冲数量有限,已无法满足高精度伺服系统的控制性能要求.根据正余弦编码器输出的正弦信号,将一个周期分为八个小区间,继而根据麦克劳林近似公式,提出反向数据拟合方法直接拟合出正弦信号对应的相位值,进一步得到转子的精确位置,使得计算精度高、运行速度快,解决了电机极低速运行时角度精度低的问题.搭建了实际电路及测试平台,得到了与理论分析相一致的效果.     

增量式光电编码器在自动测试系统中的应用

讨论了增量式光电编码器在自动测试系统中常用的四倍频判向接口电路,阐述了增量式编码器的输出信号和位置测量原理,介绍了绝对位置测量电路及与计算机的接口。     

基于FPGA的增量式光栅信号采集系统设计

针对步进光刻机工作台对高精度定位信息的高速实时采集要求,利用高精度增量式光栅尺实现工作台位置测量,设计基于FPGA的增量式光栅信号采集系统整体结构。介绍光栅尺A、B脉冲信号的相位鉴定及脉冲计数方法,提出基于双模光纤介质的高速实时串行传输机制,介绍光纤通信内核的控制结构及其FPGA实现方法,实现信号采集卡与上位机控制卡的高速实时通信。增量式编码器数据采集实验结果表明,该系统具有高速、稳定可靠等优点。     

基于E6C2-C增量式编码器实现位置控制

介绍了E6C2编码器的特点,并结合可编程序控制器的高速计数模块重点阐述了如何利用增量式编码器实现位置的精确定位.     

一种永磁同步电机转子初始位置检测方法

电梯曳引机控制需要实时获取转子的机械角度,而常用的增量式编码器在首次清零信号到来前不能提供准确的转子位置信息,从而可能导致闭环控制失败;因此,转子的初始位置检测成为曳引机控制中必须解决的问题,传统的检测方法计算复杂,且定位过程中易造成转子堵转或摄动,不利于电梯系统的舒适性;为此,提出了一种利用正弦波增量式编码器的换向信号计算转子初始位置的方法,设计并实现了编码器换向信号的调理电路,研究了利用两路换向信号解算转子的初始位置信息的算法,并研发了相应的软件模块;实现了当转子保持静止时初始位置的高精度检测,满足电梯平稳启动的需求;实验结果表明,该方法不依赖电机的数学模型,运算量小,且具有较高的检测精度和通用性。     

提高光电编码器分辨率的电路设计与分析

<正> 一、前言光电编码器在自动控制系统中得到越来越广泛的应用。它作为系统闭环控制的一个主要反馈元件,为计算机及其外围部件提供讯息,用来检测和校正机械传动装置的线位移、角位移、线速度、角速度等静、动态量。例如,在多关节工业机器人的伺服电机驱动系统中,各关节均装有光电编码器,可对各关节的运动位置及速度,按照运动轨迹的要求,进行准确的定位及测量。光电编码器有两种基本形式——绝对式编码器和增量式编码器。在同样分辨率的条件下,由于增量式编码器的结构较绝对式编码器简单,价格也较为便宜,因此,增量式编码器相对来说应用较广泛。特别是在高分辨率和大范围的位置和速度测量中,增量式     

基于SOPC的数控系统EnDat2.2接口的设计与实现

针对传统数控系统中增量式编码器传输距离短,无法传输绝对位置值等不足,本文设计和实现了应用于绝对式编码器的EnDat2.2接口.本设计采用32位嵌入式软核处理器Nios Ⅱ为数据处理核心,EnDat 2.2为编码器数字接口协议,并完成基于可编程片上系统(SOPC)的硬件设计和相应的驱动设计,通过PCI接口与PC数控上位机协同工作,完成对光电编码器的控制与数据采集.经验证,EnDat2.2接口的高速性和可靠性能满足高档数控系统对运动控制的要求,可以为数控上位机及时地提供准确的位置和速度信息.     

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。     

FPGA+DSP的海德汉编码器信号测量及处理通用模块

现代工业控制系统中,对电机的控制是其重要组成部分。编码器作为电机角位移的检测装置,为系统提供重要反馈信号。本文介绍了一个适合嵌入式系统的基于DSP和FPGA的海德汉光电编码器信号处理通用模块,能够测量和处理海德汉公司的高精度增量式编码器信号和采用EnDat2.2双向数字接口的绝对式编码器信号。经使用者的简单操作,模块适用于不同位数、不同类型的海德汉编码器。该模块通过实验、调试与测试,能有效快速工作,目前已应用于实验用转台中。     

基于脉冲位置幅度调制的距离速度同时测量

针对传统波形方法在多普勒激光雷达测量目标距离和速度的应用中不能同时获得高测量精度的问题,提出一种使用位置和幅度同时调制的测量信号波形,以解决距离和速度测量精度之间的矛盾,同时使两个参数测量之间相互独立,并分析了该方法应用于智能驾驶道路环境中目标距离和速度测量的可行性。首先,讨论典型调制方法在同时测量目标距离和速度方面存在的困难,在此基础上,设计一种位置和幅度同时调制发射信号波形的解决方法,结合在线光纤放大器的放大特性给出该方法的物理可实现性;然后,讨论使用位置和幅度调制方法的激光雷达输出外差信号的频率计算方法以及激光雷达接收机输出回波信号的数据累加方法,从而分别测量出目标的速度和距离;最后,在道路移动目标可生成的多普勒频率范围内,通过仿真验证该方法的测量可行性以及两测量参数之间的独立性,并分析测量精度。仿真实验结果表明,位置和幅度同时调制的方法在激光雷达接收机输出信号的信噪比（SNR）低于0 dB时,可以有效测量目标的距离和速度,且这两个待测参数的测量过程完全独立。     

一种可输出A、B、Z三相脉冲信号的旋转变压器解码装置

旋转变压器作为一种精密角度传感器,可应用在环境恶劣的军工及高端工业领域,目前旋转变压器测角系统未能输出与光栅编码器兼容的ABZ三相脉冲接口信号,这限制了其应用。本文提出一种新型解码装置,以AD2S1210芯片构建传感处理单元与旋转变压器匹配后实现激励及模数信号的转换,随后再通过基于stm32微处理器的主控单元对模数转换后的数字信号进行融合处理成角度值,最后再经由基于逻辑门电路以及AM26LS31芯片构成的脉冲转换单元将角度值转换为可与光栅编码器兼容的ABZ三相脉冲接口信号,从而大幅提升旋转变压器测角系统的市场竞争力。     

一种新型光谱共焦位移测量系统研究

设计并搭建了一种光谱共焦位移测量系统。利用高斯拟合算法拟合每组实验数据,获取光谱响应曲线峰值对应的光波长值,采用Levenberg-Marquardt算法优化求解高斯函数的参数向量;利用双频激光干涉仪对系统进行标定,获得光波长和反射镜位移之间的对应关系;对整个系统作精度分析。实验结果表明:高斯拟合算法适合作为该位移测量系统的数据处理方法;用双频激光干涉仪对系统标定的方法能够准确定位反射镜的位置。该设计系统的测量范围为20 mm,测量精度为10μm,能够满足一定精度的测量要求。     

Velocity Estimation for Robot Manipulators Using Neural Network

In robot manipulators, optical incremental encoders are widely used as the transducers to monitor joint position and velocity information. With incremental encoder, positional information is determined as discrete data relative to a reference (home) position. However, velocity information can only be deduced by processing the position data. In this paper, a method of using a neural network to estimate the velocity information of robotic joint from discrete position versus time data is proposed and evaluated. The architecture of the neural net and the training methodology are presented and discussed.This approach is then applied to estimate the joint velocity of a SCARA robot while performing an electronic component assembly task. Based on computer simulations, comparison of the accuracy of the neural network estimator with two other well established velocity estimation algorithms are made. The neural net approach can maintain good performance even in the presence of measurement noises.     

基于激光雷达的大型移动平台定位

针对自身不带位置传感器的大型移动平台,设计了一个基于激光雷达的定位系统.所述定位系统利用激光雷达提取外部环境中的线段特征和路标特征,通过扩展卡尔曼滤波算法,对移动平台进行运动预测和位姿修正,从而完成移动平台的定位过程.通过大量实验验证了系统的定位精度和可靠性.