基于FPGA的EnDat协议时序研究

国内对EnDat协议的研究局限于读取编码器的位置信息,对没有研究编码器寄存器,而这些寄存器提供了编码器在运行过程中的重要参数,本文针对这一缺陷研究了EnDat协议的寄存器读取时序。根据EnDat通讯协议手册,设计了能够访问海德汉LC183绝对式光栅尺内部寄存器的接口电路;通过测试和分析西门子SMC20协议转接盒与海德汉LC183绝对式光栅尺之间的通讯时序,在FPGA上编程实现了寄存器访问时序。实验测试证明,设计的接口电路能够按照测试的时序正确访问LC183的内部寄存器。     

基于FPGA的绝对式编码器的解码电路设计

为获取TS5643N100型绝对式编码器的位置和状态信息,提出采用现场可编程逻辑器件(Field Pro-grammable Gate Array,FPGA)编程实现TS5643N100型绝对式编码器的解码电路,并将这些信息作为反馈信号输入伺服控制器.该FPGA解码电路采用模块化设计,其主要包括对编码器输出信号的解码、串并转换、CRC校验和数据分离处理等.实验结果表明,所设计的FPGA解码电路能够实现TS5643N100型绝对式编码器和后续处理器之间的通讯,便于上位机控制器读取编码器采集的信息,可以替代价格昂贵的AU5688专用转换芯片,进而简化系统结构设计,降低产品成本.     

基于Biss协议的绝对式编码器数据采集

为了满足伺服控制系统数据读取的需求,针对基于Biss协议的高精度绝对式编码器数据提取问题,主要从硬件电路设计和软件设计两方面进行研究,给出了系统的设计方案.系统硬件系统由保护电源、差分信号接口和Biss主控制器组成,在硬件电路设计的基础上,根据Biss串行通信协议,采用FPGA实现了编码器数据读取的有限状态机.最后,在设计的硬件电路的基础上进行了编码器的数据读取实验,验证了设计的正确性,为基于Biss协议的高精度编码器在伺服控制系统中的应用提供了一定的参考.     

基于CPLD的高响应高精度伺服系统位置信息实时采集系统设计与实现

阐述了绝对式光电编码器的工作原理,设计了一套基于17 bit串行编码器的位置检测方案,给出了串行编码器位置检测方式的硬件框图。按照功能将CPLD代码分成4个模块,并对各个模块的设计原理进行了详细的阐述。搭建了试验平台进行了位置读取的试验测试。由试验结果知,此方案能很好地读取位置信息,且精度很高,适用于高响应高精度的伺服系统。     

基于FPGA设计EnDat接口绝对式编码器数据读出方案

为处理采用EnDat通信协议的双向数字接口信号,基于Altera公司CycloneⅢ系列的FPGA芯片EP3C40Q240C8作为主控芯片及德国Heidenhain(海德汉)公司生产的高精度绝对式光电编码器ECN1113设计了编码器的信号处理系统。首先介绍了EnDat接口的特性及EnDat接口与后续电路的连接方法,接着描述了EnDat协议的通信过程,然后详述了En Dat协议的Verilog设计实现流程及方法,最后展示了实验结果。结果表明,可以通过FPGA对基于EnDat协议的绝对式编码器实现准确的控制及数据读取。该设计已在交流伺服控制系统中获得了成功的应用。     

星载高精度小型多圈绝对式编码器设计

为了满足星载相机中调焦相机电机转动精度和圈数记忆要求,设计了小型多圈绝对式光电编码器。根据星载相机的精度要求,对1级绝对式光学码盘进行了小型化设计;根据电机转动的计数要求,设计了2级绝对式矩阵码盘计数系统;最后,对设计的小型多圈绝对式光电编码器进行了精度检测。小型多圈星载绝对式光电编码器外形尺寸为直径40mm×50mm、重量为200g、分辨力为40″、精度±100",圈数16圈。本编码器能实现相机中电机转动圈数记忆功能,且体积小、精度高,可满足星载相机的要求。     

基于串行绝对式编码器的伺服电机位置及转速检测

为获得伺服电机高精度转子位置信息,文中基于TMS320F28379D的SCI模块设计了硬件接口电路,实现与串行绝对式光电编码器TS5700N8501之间的通信,根据编码器通讯协议,读取编码器应答信号,获得转子位置,并提出一种电机转向判断及转速计算的方法。实验结果表明,设计的电路可靠,软件算法可行,可以正确检测电机的转子位置、转向及转速信息,数据实时性好,满足伺服电机控制的需求。     

基于FPGA的ARM与绝对式编码器的通信接口实现

针对绝对式编码器与ARM之间的通信问题,设计了基于FPGA的ARM与绝对式编码器的硬件接口电路.根据ARM和编码器之间的通信流程,利用有限状态机和模块化设计思想进行软件编程.结果表明,该设计接口能够快速、准确地实现ARM和编码器之间的通信.     

小型大孔径高精度编码器的精度分析

详细分析了光机结构的轴系和码盘偏心误差、码盘刻划误差、电子学细分误差对机载雷达用小型大孔径高精度空心轴绝对式光电编码器精度影响。根据光机结构、码盘刻划、电子学细分误差对光电编码器精度的影响,采用方和根方法对小型大孔径高精度编码器精度进行了计算,得出编码器测角精度小于2″,达到设计精度。新研制的编码器可以满足编码器的精度要求并且工作稳定可靠。     

风力发电机组转子参数测试系统设计

转子转速及角度是风力发电机机组控制策略中不可或缺的控制参数,这两个参数的测量精度直接影响到系统的控制性能优劣。利用绝对式编码器可以直接读取精确的转子的实时角度信号,但却不能直接获取转子的速度信号,文章以绝对式编码器作为检测元件,以CompactRIO实时控制器作为测控核心,构成转子转速及角度测量单元,设计了一种能同时实现转子转速及角度的测量方法,并编写了相应的测量程序。在风力发电机组动模装置上的使用效果表明:该测量方案达到了预期的设计效果,为风力发电控制系统提供了精准、稳定的控制信号。     

基于m序列索引式绝对位置编码

提出了一种基于m序列索引式绝对位置编码的单码道编码器,介绍了该绝对编码在绝对位置角度传感器中的应用和编码的生成方法。基于m序列索引式绝对位置编码是一种单码道绝对位置编码,克服了传统位置编码随精度提高而码道增多,工艺上不易实现的缺点,可缩减码盘的尺度,为绝对位置角度传感的高精度、小型化、集成化开辟了一条新的途径和研制思路。     

基于DSP的绝对式光电编码器的电机转速测量

转速测量的精确度与实时性影响着电机调速系统的性能。基于绝对式光电编码器抗干扰能力强,具有掉电记忆功能等优点,及其在电机转子位置测量的广泛应用,设计了基于绝对式光电编码器和数字信号处理器(DSP)的转速测量环节。在分析常用测速方法的基础上,采用高精度、高分辨率的M/T法,并设计测速系统的软、硬件,通过试验,验证了设计的正确性。     

基于FPGA的RCN223绝对式编码器通讯接口设计

实现了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的绝对式码盘智能接口的设计,用以进行绝对式编码器和DSP处理器之间的通讯。此接口根据FPGA模块化设计的特点,把整个设计任务划分为若干功能模块,分别对这些模块进行设计,最后把各个功能模块进行综合,以完成整个设计。实验结果表明,该接口完全可以替代价格昂贵的专用接口芯片,降低产品成本。     

适合于伺服应用的低成本绝对位置反馈单元

介绍了一种适合于伺服应用的低成本绝对位置反馈单元。该位置反馈单元由一种新型增量式光电编码器和信号处理电路组成。与常规增量式光电编码器不同 ,文中介绍的编码器的码盘采用了特殊的刻划方法 ,使之与信号处理电路配合具有了绝对式编码器的性能 ,而成本显著降低。同时 ,信号处理电路还提供了对外的串行曼彻斯特编码同步接口 ,减少了连线数目 ,提高了抗干扰能力。     

多总线式光电编码器的设计与应用

介绍一种新型多圈绝对值光电编码器的结构及原理,设计了基于DSP芯片的数据接口与多总线式协议转换装置,给出了软硬件设计方法,使其适应不同现场总线的工业应用领域。实现了对风电控制系统变桨电机转子旋转速度和位置的精确测控。     

一种新型绝对式多磁极磁电编码器

提出了一种绝对式多磁极磁电编码器的实现方案,采用线性霍尔和开关霍尔组合使用的方式去测量2组极对数互质的多磁极永磁体之间的位置关系和绝对角度。结合现有的磁电编码器成果,确定了磁电编码器的绝对角度计算方案。通过理论分析、作图分析以及与理论推导结合的方式确定了永磁体磁极的数量关系、霍尔元件的布置方式以及具体的磁极识别过程。并利用MATLAB软件模拟磁电编码器的工作过程,证明了绝对角度计算方案的可行性。     

21位光电编码器数据处理系统

为了减少绝对式光电编码器的体积,增强编码器的数据处理能力,设计了一种21位光电编码器数据处理系统。该编码器码盘采用矩阵码盘形式,分为粗码和精码,粗码12位,其中一位校正码道,精码为一周4096对线。数据处理部分采用DSP芯片和AD转换器相结合,将所有码道的信息全部输入到AD转换器,DSP根据AD转换器的值将原始信号转换为21位编码器的角度信息并显示。该编码器外径为160mm,采用自准直仪和正17面体对该编码器精度进行检测,精度均方差为1.09s。