基于FPGA的电机转速高精度测量技术研究

通过研究高精度频率测量的方法和原理,对使用增量式光电编码器的电机转速进行测速计算,设计了基于FPGA为核心的测速系统,通过简单的计算完成了对电机转速高精度的测量。此方法消除了被测信号±1的计数误差。试验研究表明:此方法简单有效,实现了电机转速的准确测量。     

基于PLC和光电编码器的转速测量

主要介绍了光电编码器和可编程控制器在全自动轧钢冲压装置中转速测量的应用,采用编码器作为测量元件,三菱PLC作为控制元件,对编码器的测速原理和测速单元的硬件设计以及PLC程序设计都进行了说明。     

正交基函数多项式实时拟合 在轴角编码器测速中的应用

提出了一种基于正交基函数的多项式实时拟合方法,并应用于轴角编码器测速,解决了常规算法中拟合多项式阶数大于3阶时法方程组容易出现病态,进而使测速精度降低的问题。光电跟踪测量设备地面目标跟踪实验表明,该算法通过对拟合处理后的角度值进行微分运算得到角速率,能有效地降低编码器角度输出中随机误差对测速的影响。在典型实验条件下,与采用同阶拟合多项式的常规方法进行了比对,前者的测速误差标准偏差为0.013 43°/s,后者为0.028 15°/s,采用本算法提高了编码器的测速精度,适合在工程上应用。     

增量式光电旋转编码器及在角减速度测量中的应用

介绍了增量式光电旋转编码器的原理、结构，根据输出信号的特征提高测量精度的四倍频处理方法，在此基础上说明了常用的基于编码器的输出信号的测速原理、方法。最后给出了基于增量式光电旋转编码器进行角减速度测量的系统构成，实际应用精度要求采用的最小二乘拟合法的处理方法。     

卧式车床主轴测速系统的设计

研究了采用光电编码器测量卧式车床主轴转速的方法,采用可编程逻辑器件来完成数字信号的采集.在分析传统测速方法的基础上,提出了改进型的测速方法.实验表明,该系统性能稳定,测量精度高.     

基于代数导数估计法的编码器角速度测量

针对传统测速方法受信号质量干扰严重这一问题,将代数导数估计法(ADEM)引入光电编码器角速度测量领域,建立了基于ADEM的测速数学模型,分析了展开阶数N、初始化周期T和测速奇点域[0,tε)等因素对转速测量精度的影响,提出了针对性的测速改进方案。在FPGA电路平台上开展了ADEM角速度测量的有效性验证实验,并将ADEM与传统的有限差分法(FDM)测速结果进行比对。不同转速下,4阶ADEM测速精度均能达到±0.1 r/min;信号非正交或占空比非50%时,ADEM保持±0.1 r/min测速精度而有限差分法精度为±1 r/min,实验结果证明ADEM在编码器输出信号非理想时仍具有转速计算的高鲁棒性,可有效实现对编码器角速度稳定、准确的测量。     

RoboCup小型足球机器人测速系统研究

为了实现对RoboCup小型足球机器人的实时测速,设计了一种采用光电编码器和现场可编程门阵列(FPGA)实现的测速系统.采用FPGA作为控制芯片,以可编程单芯片系统(SOPC)的设计方法进行设计,嵌入NIOS Ⅱ处理器,利用FPGA的硬件可编程的特点设计各个功能模块,并且采用了M法进行测速,精度高、实时性好.系统实现了...     

虚拟编码器设计与转速测量

为了满足某些运动系统对转速测量高精度的要求,本文提出了虚拟编码器的设计方法.与测速发电机、光电码盘等测速方法进行的实际对比说明了虚拟编码器应用于转速测量的优越性.通过在智能车与钻石研磨机上使用虚拟编码器进行转速测量的实践,验证了虚拟编码器应用于高精度转速测量的有效性.     

采用衍射、干涉技术提高光电轴角编码器的测角精度和分辨率

光电轴角编码器广泛应用于精密角位置的测量、数控及数显系统中,是国内外研究的热点.采用衍射、干涉技术的光电轴角编码器(简称激光编码器)具有结构紧凑、小型化;分辨率和测角精度高;响应频率高等优点.通过对几种激光编码器的成功方案的深入分析,阐述了这项技术的最新进展和所面临的问题.     

PLC电机转速测量系统设计与实现

针对工业控制领域电机转速测量问题,设计了一种通用测量系统。该系统采用光电编码器作为电机转速的脉冲产生装置,利用西门子S7-200 PLC的高速计数器采集光电编码器产生的脉冲信号,根据M法测速方式,由PLC实时计算电机转速。测试表明,该通用测速系统快速可靠准确,可用于工业控制领域电机转速测量。     

基于FPGA的增量式光电编码器计数电路设计

本文介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的光电编码器数据采集系统,提出了测速算法-变M／T法,讲述了鉴相、四倍细分及测速的原理。并给出了硬件设计电路。     

基于卡尔曼滤波的新型变“M/T”编码器测速方法

针对增量式光电编码器常见的测速算法中"M"法、"T"法无法适应整个测速范围和传统变"M/T"法在低速测量时实时性差的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波的新型变"M/T"高精度实时动态测速方法。通过应用卡尔曼滤波器,既能有效地滤除测速过程中的噪声和干扰,又能根据过去时刻的测速状态得到下一时刻的估计值,判断估计值状态范围,选择下一时刻的最佳采样周期或脉冲数,结合现时刻的测量值与预测值得到高精度的转速最优估计值;并在STM32F303RET6数字信号控制器上实现了这一方法,测量了由CKD-AX4009T高速转台的实时转速。试验结果证明,该新型变"M/T"测速方法能够在转台的整个速度段中给出相对实时、精确的速度值,对提高编码器动态测速精度具有实际意义。     

基于后验误差拟合的角位移测量误差补偿

在航天、军事、工业这些对器件的体积有着严格要求的领域,光电编码器不仅要求减小外径尺寸和重量,更要提高其测量精度。本文以光电编码器误差补偿方法为研究对象,基于后验误差拟合方法确定误差模型参数,从而实现对小型光电编码器的深度误差补偿。分析了影响光电编码器测角误差的主要因素,建立了长周期误差和短周期误差模型。然后,采用后验误差拟合算法实现了对误差模型参数的确定,提出误差补偿算法;最后,对某一小型光电编码器进行实验,验证了所提出误差补偿算法的性能。某型号光电编码器补偿前的精度为22.48″,补偿后的精度为5.82″。实验表明,采用后验误差补偿方法可以不考虑误差影响因素的大小,直接对编码器进行误差补偿,具有效率高、补偿准确等优点,极大地提高了批量生产时光电编码器产品的精度。     

稀土永磁直流力矩测速机组

北京市微电机总厂研制的110LCX-1稀土永磁直流力矩测速机组,通过了北京市科委组织的技术鉴定。该机组是一种新型高精度宽调速伺服系统执行组合元件,根据使用要求可配置光电编码器。     

一种实用机器人定位系统的研究、实现与改进

在机器人定位技术和光电编码器原理的基础上,研究并实现了仅由光电编码器组成的航位推算（Dead Reckoning,简称DR）定位系统,并通过一系列的实验对这种方案进行了验证。最后通过分析对方案进行了进一步的改进,实现了“基于数据融合技术的光电编码器和陀螺仪DR导航系统”,实测结果表明定位精度有较大改善。     

基于TMS320LF2407DSP的步进电机速度M／T精确控制方法实现

介绍了步进电机的速度检测元件——增量式光电编码器及其原理,分析了步进电机速度检测的一种方法——M/T法,并与其他方法做了比较。阐述了TMS320LF2407DSP的正交编码脉冲电路及其捕获单元在测速过程中的工作过程,并用软件实现了测速过程。     

一种宽范围测速系统的设计

针对光电编码器的宽范围测速系统存在低速振动测速不准和高速巨量中断导致实时性欠佳的问题,采用抗振动M/T测速方法结合可预置N分频器,低频时采用脉冲电平逻辑滤波,清除干扰,保证测速的准确性,高频时采用分频计数,降低处理器中断处理的次数,提高测速系统运行的效率,从硬件和软件两个方面较好地解决了这个问题,并据此研制以32位嵌入式处理器(LPC2114)为控制器的宽范围测速系统,同时给出系统的硬件和软件设计方案。研究结果表明该设计方法是有效的。     

一种基于LabWindows/CVI的速度和加速度测量方法及应用

介绍了一种基于虚拟仪器LabWindows/CVI的M测速法和加速度方法,并将其应用在某火炮随动系统负载模拟仿真半实物试验台被试电机的测速上。系统涵盖硬件和软件的设计,硬件选用了增量式光电编码器、光栅编码采集卡和伺服电机。测速过程中虚拟仪器Labwindows/CVI能够较准确地测出光栅编码采集卡在固定时间内所采集的脉冲个数,并以此脉冲数通过计算及平滑滤波得到准确的速度。通过试验证明测速的实时性和准确性较高,完全满足随动系统负载模拟仿真的高实时性和准确度的要求。     

增量式光栅编码器与绝对式编码器性能比较和分析

大型天文望远镜对恒星跟踪时,其跟踪低速性能要求比较高,要达到此速度控制精度,需选取合适的编码器,恒星速度为0.004°/s,伺服系统速度回路采样频率800Hz时,编码器分辨率为26位才能达到测速要求。而国产绝对式轴角编码器的分辨率只能达到24位,不能满足系统测速要求,因此我们采用雷尼绍公司的26位增量式光栅编码器。由于对26位编码器直接测试存在技术难度,因此我们采用与绝对式编码器进行比对的方式对其性能进行说明。通过实验,我们断定其测速性能优于目前国产的绝对式编码器。     

光电轴角编码器的发展动态

光电轴角编码器,又称光电角位置传感器,是一种集光、机、电为一体的数字测角装置.由于它结构简单,分辨率高,精度高,因此已被广泛应用在精密角位置的测量、数控及数显系统中.本文主要介绍了光电轴角编码器在国内外的发展现状,并说明了其工作原理及发展历史.针对光电轴角编码器的某些关键技术,我们也对其未来的发展趋势进行了扼要阐述.