PILZ光电编码器的电机车调速控制系统研究

PILZ光电编码器的电机车调速控制系统研究
介绍了现有电机车转速检测方法的原理和特点,推导了相应的转速计算公式。针对改进型转差频率控制系统,分析了测速误差和机械误差的影响,并在调速精度和启动时间两方面与矢量控制系统进行了对比。

PILZ光电编码器的电机车调速控制系统研究
该编码器的原始信号经差分放大后一共有24路输出信号,采用三片A/D转换芯片MAX1316对编码器信号进行采集,信号采集的控制芯片采用TI公司型号为TMS320F2812的DSP处理器。DSP可以实时地处理编码器的信号,将电信号转换为编码器的位置信息,也可以通过USB接口将编码器的光电信号数据传送给计算机,以便对编码器的性能参数进行更为详细的分析。超声波定位技术多是对静止物体的定位,目前已达到较高的定位精度,但是对移动物体的定位精度比较低,而且还存在定位盲区的问题。为了提高对移动物体的定位精度和消除定位盲区,综合采用了红外超声三边测距的定位方法和PILZ光电编码器航迹推算的相对定位方法对二轮驱动移动小车进行定位,并且对电路器件延迟产生的误差进行了校正,增加了温度补偿矫正超声波传输速度的功能。实验结果表明此设计能够比较准确地测量小车的运行轨迹和方向,并解决了传统单纯依靠红外超声定位存在的盲区问题。螺纹加工是数控车床重要的加工功能,要保证螺纹的加工精度,必须准确的获取主轴角位置信号。为此设计了螺纹脉冲检测电路,其中整形电路采用SN75115双重微分接受器去除共模干扰,鉴相及同步控制用74LS74D触发器组成,也解决了低速大螺距加工问题。该电路经实际应用验证是可靠的。传统的译码电路中,光电码盘输出光电流信号的变化对译码结果及电路使用寿命有严重的影响。提出的是一种改进的数字译码电路设计方案,能够有效地降低码盘内部器件老化和各种环境变换引起的误码和装调的复杂度,同时实现电路的通用性,并大大延长了电路的使用寿命。

PILZ光电编码器的电机车调速控制系统研究
仿真结果表明,该系统具有更大的测速误差容许度和更好的稳定性,在保证调速精度的同时具有更快的启动时间。提出了一种利用dsPIC30F数字信号处理器进行转速控制的实现方案,该方案简单可靠,且转矩稳定,转速变化平稳,已经成功应用于工矿电机车中。