基于FPGA的编码器倍频-鉴相电路

光电轴角编码器,又称光电角位置传感器,是电气传动系统中用来测量电动机转速和转子位置的核心部件.文章分析光电编码器四倍频原理,提出了一种基于可编程逻辑器件FPGA对光电编码器输出信号倍频、鉴相、计数的具体方法,它对提高编码器分辨率与实现高精度、高稳定性的信号检测及位置伺服控制具有一定的现实意义.     

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。     

虚拟绝对式光电编码器的设计和通信方式

介绍了虚拟绝对式光电编码器的位置检测原理以及通过外部倍频电路进一步提高其分辨力的方法,并给出了一种实用的编码器与伺服驱动器之间的串行通信协议设计。     

一种新型可靠的倍频鉴相输出电路

在总结以往使用的光电编码器脉冲倍频鉴相输出电路的基础上,介绍一种新型的利用GAL器件实现的全逻辑式倍频鉴相电路.这种电路结构简单,无电容、电感、电阻等分立元件,抗干扰能力强,是一种提高光电编码器反馈精度,实现高精度位置伺服控制的优选电路.     

一款低成本光电编码器倍频鉴向器设计

利用光电编码器的倍频鉴向原理,提出一种简化算法,并将其用于STC15F101系列低成本单片机上,实现低成本光电编码器倍频鉴向功能。     

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。     

基于FPGA的多路光电编码器数据采集系统

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路光电编码器数据采集系统,包括其功能、原理、软件编程和硬件实现电路。描述了该电路的4个主要功能:四倍频细分、辨向、计数及串行通讯。根据波形的跳沿实现四倍频细分;通过对波形相位的分析,采用基于相位变化的设计原理实现辨向。整个系统在QuartusⅡ软件环境下实现编程,应用A ltera公司的EPF10K20TC144-3型芯片作为硬件载体,角度分辨力可达1″。最后,给出了详细的编程和仿真波形。     

基于FPGA的全数字交流伺服系统信号处理

在交流伺服驱动系统概念的基础上,提出了基于ACTEL现场可编程逻辑器件APA300的光电编码器与光栅尺信号处理电路设计原理,该电路由4倍频细分、辨向电路、计数电路组成,信号处理模块通过VHDL语言实现.     

半单稳四倍频脉冲输出电路

本文提出了一种利用光电编码器输出的脉冲边沿去触发“半单稳”电路,从而实现光电编码器的四倍频脉冲输出,来提高增量式光电编码器分辨率的方法。     

改善莫尔条纹细分精度的硬件实现

介绍光电轴角编码器的数据处理装置中乘法倍频电路(模拟乘法器MLT04)和相位调整电路的实现,实验证明,采用四象限模拟乘法器对精码信号乘法倍频,经过倍频后的信号斜率增大,整个细分周期内误差变小,倍频方法在理论上不含高次谐波,可以提高莫尔条纹的高倍软件细分的细分精度.     

基于光电轴角编码器的测试转台鉴频技术

测试转台是一种半实物地面仿真和试验测试的关键设备。提出了一种基于光电轴角编码器反馈的鉴频技术新方案,并给出了具体的鉴频子程序实现流程,最后,将其应用于某型测试转台。仿真实验结果表明:采用鉴频技术方案的测试转台具有控制精度高、稳定性好、易于实现等优点。     

一种基于CPLD的编码器抗干扰电路设计

在交流伺服系统中,准确可靠地获取编码器信号是整个闭环控制的关键;而编码器信号常受外界干扰,会产生误码脉冲,给伺服控制带来了偏差。在分析了增量式光电编码器的原理及误码产生原因、总结编码器信号处理方法后,设计了一种基于CPLD的具有编码器差分信号输入、误码滤除和鉴相功能的电路,提高了编码器信号检查的可靠性,并得到了很好的实际应用。具体分析了滤除误码原理,并给出了设计原理图和QuartusⅡ下的仿真结果。     

正交脉冲分频系统设计

伺服驱动器在数控系统中被广泛使用,它的一个重要功能就是接收光电编码器反馈信号并将其分频后送入数控系统以实现数控系统对位置信息的监控.设计了正交脉冲任意分频方案,通过倍频鉴相、分频和正交脉冲输出等环节最终实现了正交脉冲的分频输出.分频算法用CPLD编程实现,仿真与实验结果验证了算法的有效性.     

基于DSP的光电编码器角度测量

用数字信号处理器（DSP）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）,设计光电编码器解码电路,实现增量式光电编码器信号的细分、辨向、角位移测量和方便的数据输出接口。通过仿真和工程实践证明,该设计具有可靠性高,电路简单,测量数据实时性好,精度高等优点。     

基于微分观测器的飞行模拟转台伺服系统非线性控制

飞行模拟器转台伺服系统是导弹飞行的重要模拟设备,用于获取实验数据。针对飞行模拟转台伺服系统在跟踪控制过程中存在参数不确定性、非线性摩擦等不确定性问题,提出了一种基于微分观测器的飞行模拟转台伺服系统非线性控制方法;考虑系统在跟踪控制过程中存在不确定性问题,设计了微分观测器来估计复合不确定扰动;设计非线性控制器来控制飞行模拟转台伺服系统,使得系统可以收敛到期望位置转角信号;通过李雅普洛夫稳定性证明控制器作用在系统条件下的鲁棒性;通过MATLAB/Simulink仿真试验平台验证了文中提出的控制策略能够使系统有效跟踪期望位置转角,具有一定工程应用价值;     

直流电机的角位移伺服控制系统研究

本文介绍一种以STM32微控制器作为控制核心的直流电机角位移伺服控制系统。系统以光电编码器为角位移传感器,还具有基于PWM和H桥的电机驱动电路,并通过数字PID控制策略,实现基于直流电机的角位移控制。实际测试表明,系统具有控制精确、稳定性好和结构简单等特点。     

基于80C196MC的天线伺服系统的设计与实现

介绍了一种天线伺服系统的设计与实现方法。分析比较了各种交流伺服系统,对系统驱动方案进行了研究与设计,提出了永磁同步电机作为驱动机构的伺服电机。为了确保驱动系统的高精度和高稳定度运行,系统采用绝对位置光电编码器作为位置反馈,并设计了位置、速度、电流三环控制,控制软件采用面向对象的程序设计方法,将消息驱动机制应用于软件的设计和开发之中,完成了以80C196MC为核心的控制系统硬件设计和软件设计与调试。系统进行了一系列严格的实验,大量实验数据表明,该系统方案合理、可行。     

基于CPLD的光电编码器快速运算电路设计

主要运用Quartus5．1软件开发平台,利用VHDL语言编程和仿真,基于Altera公司MAX11系列CPLD芯片EPM1270T144C5实现了硬件六十进制压缩BCD码加减运算功能。将设计的CPLD电路应用到光电编码器电路中,实现光电编码器的快速运算,提升了位置检测系统的动态性能指标。详细介绍了电路的原理、设计思路和软件设计,分析了目前设计中的不足之处,提出了部分改进建议。     

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.     

基于PWM伺服控制及LQR的两轮自平衡移动机器人

研究两轮直立式自平衡机器人的系统结构及PWM直流伺服控制系统,加入伺服系统使得电机控制变得容易,机器人的控制也变得更加有效,并对其进行了仿真和机器实验.系统由运动装置、姿态监测传感器和控制器构成,左右车轮由2个带有光电编码器反馈的高精度直流伺服电机分别驱动,采用晶体管脉冲宽度调制(PWM)直流伺服控制系统,姿态监测使用陀螺仪和倾角传感器.建立系统的数学模型,在Matlab环境下设计了状态反馈控制器(LQR),系统具有良好的鲁棒性和稳定性.通过实验验证了系统的稳定性.一种真正的仿人型机器人实现各种灵活的行走控制,表明了系统建模、引入伺服系统和控制器设计的合理性和有效性.