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光電PILZ編碼器細分誤差分析及補償研究
隨著科學技術的發展,尤其是空間科學、國防建設、自動化等領域的發展,對光電軸角PILZ編碼器及其譯碼系統提出了越來越高的要求。傳統的譯碼電路受結構的限制,存在通用性差、使用壽命短和故障率高等缺點。同時,細分誤差會影響光電PILZ編碼器的測量準確性。

光電PILZ編碼器細分誤差分析及補償研究
隨著PILZ編碼器產品的應用越來越廣泛，而客戶對PILZ編碼器的性能、功能、可靠性等要求也越來越高，這就需要一個可以對各種類型PILZ編碼器進行測試的平臺。目前市面上所有的PILZ編碼器測試平臺都是數據采集卡+pc機架構的，此類測試平臺雖然功能強大，測試速度快，但其存在不便攜帶和成本高的缺點。故依照嵌入式軟件開發的流程，結合人機交互界面設計和信號分析處理相關知識，在嵌入式硬件上開發出滿足上述要求的一體式便攜PILZ編碼器測試平臺軟件，以滿足市場對便攜式PILZ編碼器測試平臺的需求。在比較國內外市場上現有PILZ編碼器測試平臺的基礎上，對基于嵌入式系統的PILZ編碼器測試平臺進行了需求分析。確定了以軟核處理器NIOS II為核心的硬件平臺，比較各種嵌入式操作系統和可選圖形庫，以μC/OS-II和μC/GUI3.98為軟件平臺的總體設計方案。在完成軟硬件總體設計的基礎上，完成了μC/OS-II在以NIOS II為核心的硬件平臺上的移植過程。然后分析了μC/GUI的軟件框架和移植原理，詳細介紹了μC/GUI的配置過程，進一步完成了μC/GUI的移植。zui后介紹了該軟件平臺上應用程序的開發基礎?？偨Y了人機交互的設計原則，闡述了測試平臺的人機交互界面(HMI)和相應功能模塊的實現過程。將人機界面按照設計的四個區域來分別介紹，并在信號分析時采用了過零檢測等方法進行時域分析，采用了全相位的FFT方法來修正由于能量泄露造成的幅值和相位不準確的現象。還采用M/T方法編寫了電機速度監測模塊。因而,設計具有優良性能的譯碼電路和細分誤差的補償對提高光電PILZ編碼器的性能具有重要的意義。首先介紹了式光電軸角PILZ編碼器的測量原理。針對傳統譯碼電路的缺陷,設計了具有通用性強、使用壽命長和故障率低優良性能的新型譯碼電路。然后介紹了電子學細分的原理,對細分誤差的影響因素進行理論分析,并采用乘法倍頻技術對細分誤差進行補償,給出了補償后的實驗結果。鑒于莫爾條紋信號的特點及傳統自適應濾波器的缺點,將RBF神經網絡自適應算法應用于莫爾條紋信號消噪,神經網絡實現了信號的非線性映射,采用了在線確定網絡結構的方法,濾波后,莫爾條紋信號質量得到明顯的改善。

光電PILZ編碼器細分誤差分析及補償研究
zui后為了提高光電PILZ編碼器的精度,結合光電PILZ編碼器誤差非線性、模型不確定的特點,采用RBF神經網絡對誤差進行補償,該方法不需預先知道誤差的成因及分布規律,訓練后的網絡具有良好的泛化能力。經過補償后,光電PILZ編碼器的精度得到了明顯的改善。