光栅莫尔信号正交误差实时补偿研究

针对光栅读数头输出信号存在正交误差的问题,提出基于坐标旋转数字式计算机算法(CORDIC)的正交误差实时补偿方法。针对CORDIC算法在正余弦信号角度解算时存在误差较大区间以及在正余弦信号峰值区间角度解算灵敏度低的问题,引入向量模式双迭代方法抑制CORDIC算法因迭代收敛过快而带来的角度解算误差,并结合局部查表法消除信号峰值区间的角度解算误差。正交误差补偿过程包括相位解算、相位补偿和信号重构3个环节。以解算出的角度值为对象进行整周期误差角度的实时补偿,采用CORDIC算法旋转模式根据补偿后的角度值重构余弦信号,实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。以FPGA为平台实现该补偿方法并验证其相位差检测和补偿效果,实验表明信号在正交误差[1°,10°]时,相位检测误差在±0.04°以内;信号在不同频率不同相位差时,补偿后其相位最大误差在±1°以内,平均误差在±0.1°以内,均方差在0.5°以内,证明该方法可有效实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。     

单频激光干涉仪正交信号的高精度处理

为了提高单频激光干涉仪正交信号相位细分辨向的可靠性与重复性,本文在正交信号Heydemann误差模型和数字信号处理技术的基础上,提出一种结合误差修正和相位细分辨向技术的正交信号高精度误差补偿算法。该算法采用基于最小二乘法的矩阵运算计算正交误差补偿参数初值,通过迭代运算进一步提高补偿精度,并对修正后的信号构建了基于相位的细分辨向算法。最后通过MATLAB软件对该算法进行了验证。实验结果表明,上述算法可实现对正交信号误差的精确补偿,使测量精度可达亚纳米甚至皮米数量级,从而有效提高测量信号的解调精度。     

数控系统误差补偿技术研究

介绍以光栅尺作为检测元件的误差测量系统的组成和影响测量精度的因素，并阐述了误差补偿原理及软件。     

光栅尺动态误差检测与补偿技术研究

针对光栅尺检测装置在检测系统误差来源分析多基于理论分析,缺少对检测系统关键部件的定量标定,而且,现有检测装置在光栅尺运行速度等光栅尺实际工作状况方面考虑不够全面的现状,设计一种基于高精密气浮导轨的光栅尺动态误差检测装置,对检测装置的各关键部件引起的检测误差进行试验定量标定,并基于该装置对光栅尺在不同速度下的动态运行误差进行试验研究。试验结果表明,光栅尺的加速度对其动态运行误差影响较大,对运行速度影响却有限,而且各运行速度下光栅尺动态精度具有较好的重复性。通过回归分析的方法得出了光栅尺的全程误差补偿曲线,通过误差补偿大幅提高了光栅尺的测量精度和适用范围。     

圆光栅测角误差实时补偿方法研究

误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能,无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题,提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先,分析了圆光栅测角误差的补偿原理,建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型;然后,进行了误差补偿模块的硬件选型,设计了以差分芯片为核心的信号转换电路,包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路,开发了误差补偿模块的嵌入式软件,将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道,建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统;最后,采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据,使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合,应用误差补偿模型,利用误差补偿硬件模块,对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明：对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后,其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。     

机床加工误差补偿信号的实时测量系统

机床加工误差补偿是提高加工精度的重要途径.正确测量机床主轴误差运动是实现加工误差补偿的前提.然而,这一测试问题一直未得到很好解决.本文提出的用差动传感器直接相对主轴表面测量的系统比较简单,容易实现,且为实时测量.该方法已用于车削加工误差实时补偿系统之中,取得了较好的效果.     

基于神经网络的划片机光栅传感器补偿方法

提出了一种针对划片机的丝杠螺距误差补偿的新方法.采用光栅传感器的技术,克服传统补偿方法对于回程补偿不够准确的缺点;采用神经网络的算法,研制了一套适合的数学模型,进行专用分析拟合.在实际划片生产装配中,使用文中的方法,降低了螺距补偿过程中丝杠重复定位误差带来的影响,达到了良好的效果.     

非圆工件加工中自动误差补偿技术的研究

介绍了一种基于非圆加工的新的误差补偿系统,该系统根据不同误差源的特点先进行误差分离,然后根据分离的误差对加工数据进行软件自动补偿.还分析了该误差补偿系统补偿算法的收敛性和动态特性.     

圆光栅角度传感器偏心误差的分析与补偿

偏心误差是圆光栅角度传感器测角误差的主要来源之一。 通过推导偏心误差的表达式及其三角级数展开,提出了使用对径双读头可以测量偏心参数并补偿偏心误差,因此设计了利用改进的粒子群算法从双读头计数值中拟合得到偏心参数的流程和一种基于区间转换和两级查找表的现场可编程门阵列(FPGA)偏心误差实时补偿模块,使得在标定得到偏心参数后,在设备中仅使用单个读头就能实现与双读头几乎相同的测角精度,节省了成本。 实验分析表明,对于实验中用到的单圈 320 000 计数值的编码器,在误差补偿前,单读头计数值与双读头计数均值之间最大相差 109,即偏心误差最大可达 0. 06°,显著影响测角精度;而在误差补偿后,二者最大相差 6,平均仅相差 1. 46,这验证了提出的误差补偿方法可以有效代替双读头的使用。     

数控机床螺距误差自动补偿技术

基于华中数控系统 ,提出一种简单、快速的对数控机床进行定位精度评估和螺距误差自动补偿的技术。使用步距规 ,可以在半小时内实现对三坐标数控机床的位置精度评价和精度升级 ,并使用激光干涉仪对机床升级前后的位置精度进行了验证。     

光栅传感器细分技术的研究

光栅传感器输出信号的细分技术是实现高分辨率位移光栅测量的关键技术。利用正切函数曲线在最开始一段区间线性度较好适合高倍数细分的特点,把该区间的正切值细分并制成与细分数相对应的数据表。建立实际的李沙育圆与标准圆的转换关系,把实际测得的信号转换成标准圆中的数值。通过查表来获取准确的细分值,有效的提高了运算速度,细分倍数提高到两千份,使分辨率达到了纳米级的测量水准。通过实验测试,在测量过程中没有出现丢失数据的现象,计数稳定、准确。     

图像传感器不均匀性的实时补偿方法研究

介绍了图像传感器不均匀性实时补偿的方法。该方法以存储器函数变换技术为基础，提出一种针对图像传感器响应不均匀性问题的实时补偿技术，并结合其工作原理重点阐述了线阵器件的技术实现途径。该补偿技术可有效地提高图像传感器的响应不均匀性指标，具有在完成不均匀性补偿的同时实现非线性补偿的特点。     

基于数字锁相放大的时栅传感器信号处理研究

针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将正交参考信号和输出信号送入正交矢量型数字锁相放大器,实现角位移检测。研究了基于数字锁相放大技术的时栅传感器信号处理原理和算法,设计了A/D采集电路和窄带低通数字滤波器。仿真和试验表明:在信号噪声较大条件下,时栅位移传感器的误差控制在±1.1″以内,显著提高了精度。该方法只需采集一路感应信号即可实现传感器角位移检测,优化和简化了电路结构。     

基于波动方程的时栅关键技术研究

以时栅位移传感器的测量原理为基础,从波动学的角度对其测量的基本思想——以时间量来测量空间量作了深入的分析。给出了理想的恒速运动坐标系——行波的具体实现方法,使传感器中运动坐标系的实现有了理论指导,时空坐标转换理论的内涵更加深入。     

基于FPGA的时栅传感器信息处理系统

提出一种基于FPGA技术的时栅传感器信息处理系统解决方案,该系统通过在单片FPGA上基于NoisⅡ软核实现整个系统的构建.经过对时栅传感器样机的测试,完成了利用高频脉冲插补感应信号和参考信号之间相位检测,实现了高精度、高分辨力测量角位移量.     

基于Android的用于光纤光栅信号解调的OCM检测系统

在光纤光栅传感系统中能够使用一台操作直观、精度高、成本低廉并且携带方便的光纤光栅信号解调仪显得尤为重要。文中将一款光道检测仪OCM(Optical Channel Monitor)应用于光纤光栅的信号测量,并在操作系统方面采用了Google Android操作系统,使用了Android NDK(Native Development Kit)和SDK(Software Development Kit)分别对linux内核和Android应用程序进行开发,实现了一种基于Android操作系统的OCM通信和控制系统,能够对光纤光栅所反射的中心波长进行实时准确的检测。     

基于改进CORDIC算法的时栅位移传感器激励信号源设计

在深入分析CORDIC基本算法原理的基础上,实现了一种改进算法,这种改进算法的迭代方向由输入角二进制表示时的各位位值直接确定,避免了CORDIC基本算法中迭代方向需由剩余角度计算结果决定的不足.利用该改进的CORDIC算法,实现了时栅位移传感器激励信号源设计.试验表明:该方案能够提高时栅位移传感器三相激励信号输出频率和相位差的精确度,有实际应用价值.     

SSI同步串行技术在时栅传感器中的应用研究

智能时栅位移传感器是一种全新的位移传感器。文中提出将SSI同步串行技术应用在智能时栅传感器上,使智能时栅传感器的输出协议能兼容多种国外高精度光电编码器。详细介绍了SSI同步串行技术在智能时栅传感器接口上的实现与应用。     

基于FPGA的光栅莫尔信号正弦性误差补偿电路研制

针对光栅莫尔信号正弦性误差对细分结果造成影响问题,对基于粒子群算法(PSO)的光栅莫尔信号正弦性误差补偿方法展开研究.在量化分析信号正弦性误差引入的细分误差的基础上,对基于P SO算法的正弦性误差补偿方法进行阐述.设计基于FP GA的补偿算法实现电路,对实现过程中的关键问题进行分析并提出解决方案.最终在FP GA电路板...