锁相式莫尔条纹信号细分方法

简要论述了研究光栅莫尔条纹信号细分方法的意义,介绍了传统的细分方法,对常用的直接细分法、移相电阻链法、幅值分割法、鉴相细分法等的基本原理及主要优缺点进行了分析对比,阐述了传统的锁相细分原理不能直接用于光栅莫尔条纹信号细分技术中的原因,提出新的锁相式莫尔条纹信号细分方法,给出具体的推导过程,论述了该方法的特点,在不需要独立辨向电路的前提下,实现了细分与辨向的统一,为光栅数显装置实现高精度、高分辨率和数字集成化奠定了基础.     

基于CPLD的光栅信号快速细分技术的研究

光栅传感器的细分和辨向技术是提高光栅尺分辨率的关键技术,针对传统细分电路中单稳态触发电路在高速工作下不易稳定的情况,本文采用CPLD对信号逻辑判断,完成对信号的辨向、细分和计数,同时引入了外部同步时钟,既实现了克服了高速工作不稳定的情况,又提高了系统的抗干扰能力,在实验中得到良好的效果。     

提高光栅盘测角系统细分精度的方法研究

在基于莫尔条纹原理的光栅盘测角系统中,传统的正切细分方法需要两路正交的信号。经计算推导发现,在利用传统的正切细分方法时两路信号偏离正交态越远,细分误差越大。为了提高系统的细分精度,本文提出了一种能有效适应正交误差的算法。为了验证算法的有效性,设计了一种光栅盘测角的实验系统。经该系统实验验证,该算法在两路信号偏离正交态时仍能保持较高的细分精度。     

一种锁相倍频式电子细分方案

简要地阐述了锁相倍频器的工作原理,详细地介绍了一种可实现２００细分的锁相倍频式电子细分方案．方案中先将光栅传感器输出信号进行相位调制预处理,然后再送人锁相倍频器进行倍频细分,细分的同时完成辨向．该细分方案具有细分数高,电路简单,调节方便,跟踪速度快的特点．     

光栅位移传感器细分技术的新方法

针对光栅传感器现有的细分和判向方法的不足，提出了采用逻辑运算和逻辑电路转换完成光栅位移传感器判向和细分的新方法．采用ＴＴＬ电平实现传感器信号的传输和变换，以利于与计算机及各级电路之间的直接通讯。     

光栅位移传感器细分技术的新方法

针对光栅传感器现有的细分和判向方法的不足，提出了采用逻辑运算和逻辑电路转换完成光栅位移传感器判向和细分的新方法，采用ＴＴＬ电平实现传感器信号的传输和变换，以利于与计算机及各级电路之间的直接通讯。     

小型光电编码器细分芯片的设计

为了实现在不增编码器体积和码盘刻线数的前提下提高中低精度小型光电编码器分辨力,设计了一种适用于小型光电编码器的细分芯片。首先,分析目前电子学细分方法的优缺点,折中分辨率、精度、电路复杂性和可集成性等因素,在相位调制理论基础上提出了把对空间相位位移的测量转化为对瞬时周期时间差值的测量的细分算法,并结合算法原理进行芯片架构总体设计。其次,利用Cadence软件设计了信号细分处理芯片的各个模块电路。然后,对芯片总体电路进行仿真得到调制信号瞬时周期值。最后,将细分后的测量角位移结果与理论基准值对比,并计算最终细分精度。实验结果表明:当光电编码器信号输入在1~100kHz频率范围内,该细分芯片可以实现对光电信号的0~100倍细分。在输入100kHz时细分精度达到0.4571′。与同类处理电路相比具有集成度高、细分辨向功能统一、可移植性好等特点,有一定的工程应用价值。     

莫尔条纹噪声控制及细分精度分析

由于莫尔条纹信号质量直接影响其细分精度,故将神经网络自适应算法用于莫尔条纹噪声控制.用算法的神经网络层实现信号的非线性映射,将滤波步长与信号频率构成函数关系以实现其动态调整,使算法具有自适应性,满足信号的滤波带宽要求.对该算法滤波后的圆光栅莫尔条纹信号进行512倍正切法细分,分辨力达到0.618″,最大累积误差1.236″,信号质量明显改善,细分精度显著提高.实验表明,这种算法滤波效果优于常规算法,作用频带宽,对莫尔条纹线性和非线性噪声具有明显的抑制作用,可为细分提供良好的数据准备.     

基于PLC的光栅位移测量技术的研究

针对传统的由光栅传感器组成的位移测量系统局限于仅对测量值进行显示的特点,提出了一种基于西门子S7—200PLC高速计数器的位移测量方法,对光栅传感器的测量原理、输出信号的形式以及信号的细分电路进行了重点探讨。最后从实际应用的角度给出了光栅传感器、集成电路及PLC的连接电路和高速计数（HSC）的软件设计方法．实践证明,该方法不仅提高了测量精确度,而且可实现测量过程自动化．     

光栅信号单谱线细分算法实现

在基于电荷耦合器件（CCD）的光栅位移测量系统中,为提高光栅莫尔条纹信号的细分数和跟踪速度,根据CCD采集的光栅莫尔条纹信号周期不随运行速度变化的特点,利用离散傅里叶变换（DFT）单谱线算法来获得信号一次谐波的相位值.采用坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法对一次谐波谱线的复数求出反正切,获得莫尔条纹信号在任意时刻的相位值,再通过两次相邻时刻的条纹移动相位差值获得位移的大小和方向,全部算法采用FPGA实现.ModelSim仿真结果表明,DFT模块和CORDIC模块共延迟22个时钟周期即可输出结果.此方法具有细分数高、运算速度快、实现简单等特点,为解决光栅精密位移测量中由于莫尔条纹细分数提高而导致跟踪速度下降的问题提供了参考.     

Noise filtering and subdivision precision analysis of Moiréfringe

The subdivision precision of MoiréFringe is restricted by its quality. In this paper, the adaptive filtering algorithm based on the neural network is used to restrain noise of MoiréFringe.The nonlinear mapping fuction is achieved by using the neural network layer. The step size of the algorithm can be adjusted dynamicly according to the signal’s frequency to meet the filtering request of the signal with a diversified frequency and make the algorithm self-adaptive.On subdividing filtered circle grating MoiréFringe signals by means of the tangent method by 512 times, it is shown that the distinguishment is 0.618″, that the maximal cumulate error is 1.236″, and that the signal quality and the subdivision precision are greatly improved.Because of its wide bandwidth and restraint of linear and nonlinear noises, the algorithm is better than general filtering way and can satisfy the preparation for the subdivision of MoiréFringe.     

永磁偏置磁悬浮轴承功率放大器的设计与实现

针对永磁悬浮偏置混合式磁悬浮轴承所采用的功率放大器需要其输出电流能双向流动的问题,提出了一种功率放大器电路结构,其主电路仍采用普通桥式电路,但其控制信号是通过控制器输出的PWM信号和换向信号经逻辑变换而来的,从而可大大节省控制器资源,降低设备成本,且性能稳定,适用于混合磁悬浮轴承,同时还具有较好的通用性.     

细分芯片在光栅测量系统中的应用

结合具体的实例介绍了四细分芯片SJ740210的特点及其在光栅测量系统中的应用。其中重点介绍了细分电路的设计。     

基于径向基神经网络的光栅细分方法

为了研究细分精度高、位移跟踪速度快的光栅位移测量系统,提出一种基于径向基神经网络的光栅细分方法.利用三层RBF神经网络,在一个莫尔条纹信号周期内取多个样本点,并把多个样本点所对应的正切值作为网络的输入,将该样本点在一个栅距内的微位移量作为目标输出,建立合理的神经网络模型,与DSP相结合实现莫尔条纹细分.通过对样本点的分段学习,证明了仅用少量的神经元即可实现高精度细分.该神经网络结构简单,非线性逼近能力强,通过对非样本点数据的实验验证,证明了该系统的可行性,具有一定的实用价值.     

基于STM32的光栅尺速度位移检测

该文针对光栅尺传统信号处理方法需经硬件逻辑电路4倍频和辨向的问题,提出一种基于嵌入式微处理器STM32F103VE内置4倍频和辨向功能的光栅尺信号处理与速度位移检测方法,实现了用3个定时器检测速度,用1个定时器检测位移。该方案在不增加硬件成本的前提下,使得速度和位移检测更加可靠,精度更高,具有实用价值。     

基于Matlab轨道移频信号检测的仿真分析

在检测仪器内存和FFT计算长度有限制的情况下,为进一步获得较高的频率分辨率,则需对有用频段进行选频细化分析.将带通抽样技术与Zoom-FFT频谱细化技术相结合,并用Matlab软件对国产18信息轨道移频信号的检测算法进行了仿真验证,表明该检测算法是完全可行的,同时也验证了移频信号基本参数确定方法的正确性,为设计轨道电路移频信号检测仪表提供了依据.     

水下作业机械手根关节行程限位电路的设计

研制了采用液压驱动的水下作业灵巧手,3个手指在一个液压马达驱动下,同时张开或收拢.为了限定3个手指跟关节的运动范围,需要设计3个手指行程限位控制电路.从液压马达正反转、内外侧行程限位开关等输入信号入手,依据手指运动规律,列出4个输入信号和两个输出信号间关系的真值表,推导出输入和输出信号间逻辑表达式,并在此基础上设计出行程限位电路.为了便于修改电路的逻辑功能,减少电路板上集成电路数量,控制电路的逻辑运算功能借助可编程逻辑电路实现.