基于DSP的绝对式光电编码器接口的实现

在全数字伺服控制系统中,绝对式光电编码器作为位置传感器越来越普通。基于此介绍了以DSP为微处理器,通过MMI4832接口芯片,对ROC425绝对式光电编码器进行位置采集的设计方法,并给出了实用程序的编写方法。     

航天级双读数多圈绝对式光电编码器设计

利用多圈光电编码器具有体积小、量程大以及数字量输出等优点,设计了基于双读数系统的航天级多圈绝对式光电编码器。根据航天相机的精度要求,采用精度高、分辨率高的绝对式矩阵玻璃码盘作为一级码盘完成角度测量;根据电机转动的计数要求,采用重量轻,体积小的绝对式矩阵金属码盘作为二级码盘完成对一级码盘的转动圈数计数;其具有的双狭缝及双读数系统可实现信号处理电路冷备份。按照鉴定级航天产品要求,通过热学环境实验和力学环境实验对编码器性能进行了验证。实验结果表明,所设计的编码器精度范围为±100″内、分辨率为80″、测量圈数为16圈、外形尺寸为φ50 mm×50 mm、重量为270 g,稳定性高、可靠性强,且满足高分辨率航天设备设计指标。     

基于空间滤波方法的多圈绝对式编码器

本文介绍了一种游标编码类型的多圈绝对式编码器。对码盘狭缝采用空间滤波的插补细分方法。光学编码器由LED光源、光电二极管阵列和具有3圈码道的码盘组成．通过光学方法进行绝对角度的测量。编码器测角精度达1／100000，编码响应速度达3000mp。轴的转数由一个采用“记忆轮”原理的磁力泡计数器计数，最多可达32487转。数据存储或转数记忆无需供电。     

24位绝对式光电编码器数据采集系统

介绍了一种24位绝对式光电轴角编码器的数据采集系统.该编码器的原始信号经差分放大后一共有24路输出信号,采用三片A/D转换芯片MAX1316对编码器信号进行采集,信号采集的控制芯片采用TI公司型号为TMS320F2812的DSP处理器.DSP可以实时地处理编码器的信号,将电信号转换为编码器的位置信息,也可以通过USB接口将编码器的光电信号数据传送给计算机,以便对编码器的性能参数进行更为详细的分析.     

一种风力发电机组变桨系统用13位绝对式光电编码器设计

编码器在风电系统中主要用于拾取变桨控制系统以及双馈发电机转子转速或者位置的数据,这两组数据对提高伺服电机驱动的精确度提供了重要的数据,从而实现了变桨系统对浆叶的精确定位和复位控制,为整个风力发电系统的发电效率和电能质量的提高发挥了重要的作用。     

绝对式光电编码器动态误差采集系统

在绝对式小型光电编码器动态特性检测中,为了对匀速变速转动下编码器的高速误差进行数据采集,提出了编码器误差数据准确采集方法,并设计了绝对式光电编码器动态误差采集系统。首先,通过对被测编码器输出角度数据所表达真实角度准确时刻的分析,提出了编码器误差数据的准确采集时刻是在编码器输出数据变化的边沿时刻。然后,通过对误差采集时采集数据量、采集速度及传输速度的分析,确定了以FPGA+USB设计制作硬件电路,实现编码器误差数据的全分辨率采集。最后,通过计算机软件实现对误差数据的计算、显示和打印。经过实验,系统可以高速、准确地采集到快速转动下编码器所有角度的误差数据,能够满足小型绝对式光电编码器动态特性检测的要求。系统具有采集数据高速、准确等优点。可以实现对90 r/min以下转速的16位编码器的数据采集。     

CPLD与绝对式编码器高速通信在高精度高速伺服单元中的应用

本文论述高精高速伺服单元中的CPLD与高精度的绝对式编码器之间如何实现高速通信.     

基于FPGA的RCN226绝对式编码器通信接口设计

实现了一种基于FPGA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之间的通信。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,该接口基本可以替代价格昂贵的专用接口芯片,降低产品成本。     

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ADC841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40 mm的小型光电编码器分辨力提高4倍至4.98,精度提高至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。     

基于绝对编码器的数据采集

在跟踪控制系统中,控制精度取决于控制信号的产生,控制信号是否受到数据采集的影响,基于绝对编码器的数据采集系统,利用绝对编码器的特点,可以方便灵活地控制数据信号的产生和传输,为提高控制系统的整体性能提供了有利的支持,提高了信号的抗干扰能力。     

绝对式编码器编码码制的设计

绝对式编码器编码码制通常采用自然二进制码、格雷码、格雷余码等。本文介绍了这三种编码码制的特点及其对应位置如何读数。     

基于CANopen协议的多圈绝对光电编码器的设计

光电编码器是用来检测角度、位置、速度和加速度的传感器。依靠轴杆、齿轮、测量轮或绳缆的控制,线性位移就能被检测。光电编码器把实际的机构参数转换成电气信号,这些信号可以被计数器,转速表、PLC和工业PC处理。光电编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值,特别是在定位控制系统中,光电编码器减轻了电子设备的计算任务,从而省去了复杂和昂贵的输入装备。CANopen协议以其成熟的结构,以及抗干扰能力强等优势越来越多地应用到各种工业活动中,成为各种行业的标准,已成为未来现场总线发展的一种趋势。该文介绍使用C8051F504单片机芯片实现光电编码器数据采集和CANopen协议的方法并给出其软硬件设计方案。     

基于HOP的可调光编码／解码器的研究

提出了一种基于全息光处理器的可调光编码/解码器的实现方案。全息光处理器可以在空间进行编/解码，每个通信网络单元可以采用任意速率的数字或模拟的调制信号，它非常适合于多媒体的通信网络环境，通过对全息光处理器的折射率大小和位置的控制，当一个输入光脉冲经过光处理器中具有特定折射率的空间位置后，便可在处理器的输出端口得到合适的输出信号。本文给出了这种基于全息光处理器的可调光编码/解码器的仿真实验，结果是可行的，与以前文献中提出的结构相比，减小了硬件实现的复杂性，降低了成本和功耗，便于集成。     

光栅角编码器偏心误差修正方法研究

为了减小光栅角编码器偏心误差的影响,提高光栅角编码器角度测量的精度,对偏心误差的修正方法进行了研究。通过对光栅角编码器测角原理和偏心误差产生原因的分析,建立了偏心误差模型。并根据偏心误差模型的特点,对其进行简化,得到易于数学计算的偏心误差修正模型。以平行光管和23面棱体为基准,得到存在偏心误差的一组光栅角编码器测量数据。使用线性最小二乘参数选择准则,对偏心误差修正模型中的参数进行优化计算,得到修正模型中的参数,完成对光栅角编码器误差偏心的修正。通过误差修正试验和精度验证试验,表明经过偏心误差修正,系统测量精度优于±13″。修正方法达到了补偿误差的目的,提高了光栅角编码器的测量精度,满足了高精度角度测量的要求。     

非均匀采样光电编码器莫尔条纹信号分析方法

为实现高精度光电编码器非匀速转动时动态细分误差的检测,提出了一种基于非均匀采样的莫尔条纹光电信号分析方法.首先,利用曲线拟合的最小二乘法将采集到的编码器非均匀信号数据重构出真实的信号波形.然后,根据离散傅里叶变换算法分析重构信号,同时推导出信号的频率、幅值和相位的计算表达式,运用软件仿真评估算法可行性.最后,采用该方法对某21位绝对式光电轴角编码器精码信号进行分析,根据信号参数与细分误差的关系获得动态细分误差,其细分极值误差为+2.41"和-3.08".实验结果表明,该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数,真实的反应了莫尔条纹信号质量,在编码器非匀速转动时,可有效地测量动态细分误差,为实际工作现场编码器精度误差的实时检测奠定了基础.     

基于FPGA的多路增量式光电编码器测角电路设计方法

提出了一种基于FPGA的多路增量编码器测角电路设计方案,它主要由4倍频电路、方向判别电路和计数电路组成。计数采用单时钟,能输出表示光电编码器位置的12位数字量和旋转方向指示电平。整个电路设计在Altium Desig-ner 6.0软件环境下由电路图和VHDL编程混合输入,采用Xilinx公司的XC25300E-6PQ208C型芯片进行仿真验证。仿真和实现结果验证了该方案可应用于高转速下的多路测角系统。     

基于光电编码器的空间相机调焦控制系统设计

为了确保空间遥感相机的成像质量,设计了采用光电编码器的输出值作为线位移反馈量实现闭环控制的调焦控制系统.从保证航天航空设备安全性、可靠性、高精度、高抗干扰能力出发,介绍了反馈装置的选取原则,阐述了调焦控制系统的构成,给出了调焦控制系统的硬件及软件实现,并对调焦控制系统的精度进行了实验分析.本调焦控制系统在航天相机中的应用试验表明:应用光电编码器的角度量输出值作为反馈量形成闭环控制的调焦控制系统,减少了由于步进电机和机械传动结构本身造成的调焦误差,具有较高的调焦精度,满足总体设计的像平面位置控制精度为±2个光电编码器码值的要求.

Abstract：

In order to insure the imaging quality of space remote-sensing camera, put forward is the focusing control system which adopts the output value of photoelectric encoder as line displacement feedback to realize closed loop control. Based on the ensurence of safety, reliability, high precision and high resistance of the spaceborne equipments, selecting principles of feedback equipment are introduced; the composition of the focusing control system is expounded, and its hardware and software are presented, and the precision of this system is analyzed. This system has been applied in the some spaceborne camera, and the experiment shows that: as it decreases the focusing error caused by the step motor and mechanical transmission structure, this focusing control system owns a high focusing precision and satisfies the designed requirement that the control precision of image plane is 2 code value of photoelectric encoder.