光电PILZ编码器细分误差分析及补偿研究
随着科学技术的发展,尤其是空间科学、国防建设、自动化等领域的发展,对光电轴角PILZ编码器及其译码系统提出了越来越高的要求。传统的译码电路受结构的限制,存在通用性差、使用寿命短和故障率高等缺点。同时,细分误差会影响光电PILZ编码器的测量准确性。

光电PILZ编码器细分误差分析及补偿研究
随着PILZ编码器产品的应用越来越广泛，而客户对PILZ编码器的性能、功能、可靠性等要求也越来越高，这就需要一个可以对各种类型PILZ编码器进行测试的平台。目前市面上所有的PILZ编码器测试平台都是数据采集卡+pc机架构的，此类测试平台虽然功能强大，测试速度快，但其存在不便携带和成本高的缺点。故依照嵌入式软件开发的流程，结合人机交互界面设计和信号分析处理相关知识，在嵌入式硬件上开发出满足上述要求的一体式便携PILZ编码器测试平台软件，以满足市场对便携式PILZ编码器测试平台的需求。在比较国内外市场上现有PILZ编码器测试平台的基础上，对基于嵌入式系统的PILZ编码器测试平台进行了需求分析。确定了以软核处理器NIOS II为核心的硬件平台，比较各种嵌入式操作系统和可选图形库，以μC/OS-II和μC/GUI3.98为软件平台的总体设计方案。在完成软硬件总体设计的基础上，完成了μC/OS-II在以NIOS II为核心的硬件平台上的移植过程。然后分析了μC/GUI的软件框架和移植原理，详细介绍了μC/GUI的配置过程，进一步完成了μC/GUI的移植。zui后介绍了该软件平台上应用程序的开发基础。总结了人机交互的设计原则，阐述了测试平台的人机交互界面(HMI)和相应功能模块的实现过程。将人机界面按照设计的四个区域来分别介绍，并在信号分析时采用了过零检测等方法进行时域分析，采用了全相位的FFT方法来修正由于能量泄露造成的幅值和相位不准确的现象。还采用M/T方法编写了电机速度监测模块。因而,设计具有优良性能的译码电路和细分误差的补偿对提高光电PILZ编码器的性能具有重要的意义。首先介绍了式光电轴角PILZ编码器的测量原理。针对传统译码电路的缺陷,设计了具有通用性强、使用寿命长和故障率低优良性能的新型译码电路。然后介绍了电子学细分的原理,对细分误差的影响因素进行理论分析,并采用乘法倍频技术对细分误差进行补偿,给出了补偿后的实验结果。鉴于莫尔条纹信号的特点及传统自适应滤波器的缺点,将RBF神经网络自适应算法应用于莫尔条纹信号消噪,神经网络实现了信号的非线性映射,采用了在线确定网络结构的方法,滤波后,莫尔条纹信号质量得到明显的改善。

光电PILZ编码器细分误差分析及补偿研究
zui后为了提高光电PILZ编码器的精度,结合光电PILZ编码器误差非线性、模型不确定的特点,采用RBF神经网络对误差进行补偿,该方法不需预先知道误差的成因及分布规律,训练后的网络具有良好的泛化能力。经过补偿后,光电PILZ编码器的精度得到了明显的改善。