直线式时栅传感器的自动定位闭环控制系统设计

为了实现直线式时栅传感器数据的快速采样,提高测试效率,设计了一套高精度自动定位系统。该系统采用ARM作为主控芯片,控制步进电机驱动滚珠丝杠,带动直线式时栅传感器的动测头与直线光栅的扫描头同步运动,同时接收直线式时栅传感器的反馈信号,形成高精度闭环控制,并与上位机之间进行串口通信。系统定位精度达到0.1μm。     

基于ARM的直线式时栅位移传感器A/D转换电路设计

利用时空转换思想,以时间基准测量空间位移量,设计了基于ARM的直线式时栅传感器A/D转换电路。采用STM32F407VGT6型ARM处理器与AD7298BCPZ型12位A/D转换芯片相结合,利用嵌入式Linux实时操作系统的移植,使得系统具有更好的可靠性与实时性。实验表明:设计的A/D转换电路,最小分辨时间为2.44 ns.能够更好的实现传感器的高速、高分辨率采样,实现了直线式时栅传感器的实时误差修正与补偿,为高精度直线式时栅传感器的研制提供了技术支持。     

基于ARM的高精度全闭环时栅数控转台

为了提高数控回转工作台的控制精度,利用高精度时栅角位移传感器作为测角元件,实时测出转台的实际角位移并将其作为反馈信号,以ARM处理器做为数控系统的核心器件,实现了全闭环的转台数控系统。该系统通过机械传动比细分的方法,解决了在步进电动机步距角细分不足的情况下,实现高精度控制。实验证明该系统具有运行稳定,定位精度高等优点,在机加工领域有较好的应用前景。     

基于测量基准变换的增量直线式时栅传感器研究

针对目前绝对直线场式时栅无法满足全闭环数控系统要求的增量式直线位移反馈的问题,采用测量基准转换方式从时间域的角度处理绝对直线场式时栅的空间位移信息,运用时间序列算法分析绝对式时栅采样数据序列的内在相关性,建立自适应递推算法。通过时间触发采样将时栅传感器过去的测量数据作为样本集,递推时栅下一个采样时刻的位移,在下一个采样周期内将直线时栅的绝对位移代表的增量式时间脉冲通过脉宽调制的方式连续发出,实现绝对式直线时栅到增量式直线时栅位移传感器的转换设计。实验表明在76.604 mm的范围内增量式直线时栅位移传感器达到±2μm的测量精度。此研究可将原绝对式直线时栅位移传感器运用于全闭环增量式直线运动数控系统,具有重要现实意义。     

运用FPGA+ARM的直线式时栅传感器的数据采集系统设计

利用时空转换思想,以时间基准测量空间位移量,借鉴国际上先进的位移测量技术手段,设计直线式时栅传感器高速实时数据采集系统。通过先进的RISC机器(Advanced RISC Machines,ARM)对现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)进行管理控制,利用嵌入式操作系统Linux软件编程,在FPGA上构建正弦信号发生器、NIOS_II软核处理器,完成高速数据采集,使系统具有更好的可靠性与实时性。实验表明:采用所设计的高速实时数据采集系统,最小分辨时间为2.44ns.解决了直线式时栅传感器处理速度和数据采集不匹配的问题,实现了直线式时栅传感器的实时误差修正与补偿,为高精度直线式时栅传感器的研制提供了技术支持。     

时栅位移传感器高精度驱动电源研究与设计

针对时栅位移传感器需要高度均分性的三相驱动电源的要求,在传统DDS技术的基础上,采用数字闭环控制技术,将相位误差测量值作为闭环反馈,在DDS模块中增加相位自动修正技术,使三相驱动电源达到高精度稳频和高精度三相对称的目的。实际应用表明,该驱动电源大大提高了时栅位移传感器的稳定性和测量精度。     

时栅角位移传感器自动检定系统

针对时栅角位移传感器产业化过程中产品质量检定环节采用人工检定方式导致工作效率低且容易产生漏记、错记进而影响产品质量检定的问题,研制了时栅角位移传感器自动检定系统。系统采用PMAC作为运动控制单元,以直驱电机作为驱动机构,有效减小传动环节误差,质量检定选用ELCOMAT3000型双轴电子自准直仪,全量程检定误差小于±0.25″。构建了参数化的直线梯形加速运动模型与产品质量检定算法,整个产品质量检定全部自动完成,检定精度高,工作效率得到有效提升,产品质量得到可靠的保证。     

基于变耦合系数变压器原理的时栅位移传感器设计

原有的时栅传感器设计中采用了电机绕组产生旋转磁场的方案，但是电机定子绕组分布不均带来了误差。原有的差线栅传感器中采用了齿栅的结构，但实验表明它对齿的加工精度太敏感。本文提出了一种新的行波形成方法，实验表明，按此方法设计的新的传感器，可以解决上述2个问题。     

精密时栅位移传感器研究

根据现有栅式位移传感器存在的分辨率不高、抗干扰力不强等不足而开展了这项研究.提出"用时间测量空间"的新方法,介绍了由此思想而设计的一种全新原理的传感器--"时栅"位移传感器.     

增量式时栅位移传感器中的虚拟仪器设计

本文针对已经提出的增量式时栅位移传感器设计方案,利用VB进行了虚拟仪器设计,并已用于增量式时栅的试验研究。     

GWC100-3型光栅位移传感器的设计与应用

针对传统技术光栅位移传感器的光栅副层迭间隙小带来的调整困难、受光栅尺变形影响大、讯号质量差及做位移测量时量程比较小等缺陷,设计了一种结构新颖、调整方便和接收讯号强的新型光栅位移传感器,并成功应用于高精度数显专用测量仪.     

基于ARM的自主移动机器人控制系统设计

自主移动机器人是近年来研究热点,基于三节履带式机器人机械结构,提出了以ARM架构微处理器s3c2410为核心、多传感器的自主移动机器人控制系统,采用了Linux嵌入式操作系统作为S3c2410软件开发平台.微处理器外部扩展数字电路采用了CPLD来实现,减少了外围分立元件的使用及PCB面积,可靠性高、抗干扰能力强;基于Verilog语言对CPID进行了设计与实现.ARM与CPLD采用ISA总线方式通信,整个控制系统具有良好的可扩展性、硬件可裁剪性.通过爬楼梯、避障等实验,验证了机器人具有良好的自主移动性能.     

一种基于FPGA和ARM的线阵CCD图像采集系统设计

设计了一种基于Altera的FPGA芯片EP4CE10F17C8以及基于Cortex-M3构架的ARM处理器STM32F103VE,该系统通过FPGA对线阵CCD进行时序的驱动,并完成像素信号的采集、硬件处理以及传输工作。ARM作为FPGA的外挂处理器,实现数据信息的软件处理以及对整个系统的控制。介绍了该系统的基本原理,并给出了详细的基于FPGA和ARM的软硬件联合设计方案。     

基于ARM的嵌入式挖掘机控制系统

嵌入式技术已经广泛的应用于各种控制领域,将嵌入式技术应用于工程机械领域可以极大的提高其智能控制程度.文中提出了一种基于ARM与DSP的嵌入式运动控制系统,并将其应用于挖掘机控制系统.对挖掘机工作装置进行智能控制,能实现工作装置的自动控制.     

磁铁矿给料自动控制系统的设计

从磁铁矿选矿厂给料自动控制出发提出了实现产量和品位稳定的方法,为选矿厂的自动化升级提供了切实可行的方案.     

基于嵌入式ARM的音乐喷泉控制系统

为实现基于嵌入式ARM的音乐喷泉控制系统,采用三星公司以S3C2440微处理器为核心的架构,以Linux操作系统为平台,完成了音乐喷泉控制系统的软、硬件设计,并通过对音乐信号的预处理提取声音中的音量和音调,利用嵌入式系统有效地控制了音乐喷泉的喷水高度、灯光和水型变换。实验结果表明,该系统能实现全程实时音控,能自行识别乐曲旋律、节奏、乐感和音频强弱度,并有效地解决了传统音乐喷泉由于受到音乐特征的限制只能演奏几首曲目的问题。     

基于ARM7的磁悬浮轴承数字控制系统设计

以ARM7TDMI-S CPU为内核的LPC2131微处理器为核心,设计了同极型四自由度径向主动磁悬浮轴承控制器硬件电路及控制软件,采用变速积分-抗积分饱和增量式数字PID实现了对系统转轴位置及线圈电流的双闭环控制。试验结果表明:磁悬浮轴承具有良好的控制精度及静态刚度,满足了磁悬浮轴承控制性能的初步要求。     

基于ARM的太阳跟踪装置闭环控制系统设计

文章以跟踪太阳为目的,设计了以ARM7的微处理器LPC2290为硬件,μC/OS-Ⅱ实时操作系统为软件平台的太阳跟踪装置系统。在分析了步进电机和环境影响因素的基础上,提出了加入角度传感器形成闭环控制系统的方案。在LPC2290上实现了μC/OS-Ⅱ实时操作系统的移植,分析了跟踪装置闭环控制系统的任务划分、任务设计。实现了跟踪系统对太阳大范围、高精度的全天候自动跟踪。     

基于ARM的开放式数控系统的研究

以ARM和数字信号处理(DSP)构建底层的开放式数控平台.针对基于PC和单片机的开放式数控系统存在的不足,详细分析开放式数控系统的功能需求,硬件系统以ARM为开放式数控系统主板,以DSP构建运动控制器;软件平台由嵌入式Linux操作系统和MiniGUI图形系统构成.实现软/硬件系统的底层开放,扩展了开放式数控系统的网络功能,最终将数控系统与实际机床本体(G-CNC6135车床)进行联机切削试验.