高精度编码器等幅性及正交性偏差补偿方法研究

CIOMP OpenIR

	高精度编码器等幅性及正交性偏差补偿方法研究
	沈思博
学位类型	硕士
导师	万秋华
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	硕士
关键词	光电编码器莫尔条纹光电信号信号补偿闭环反馈细分
摘要	近年来,由于多领域对于旋转控制需求的增长,光电轴角编码器获得了广泛的应用,同时也对光电编码器的测角精度和分辨力提出了更高的要求。光电轴角编码器的测角精度主要取决于莫尔条纹光电信号的细分精度,而细分精度的高低则受制于莫尔条纹光电信号质量,由此针对莫尔条纹光电信号存在的主要偏差发展了信号补偿技术,这对提高光电编码器的精度具有重要意义。介绍了光电编码器的原理及影响细分精度的四种主要偏差,总结了国内外光电编码器信号补偿技术的研究现状;分析了已有补偿方法的优点和存在的限制,研究了莫尔条纹光电信号的形成原理及细分原理,分析了四种主要偏差对细分精度的影响,为进一步研究偏差的实时自动补偿方法提供了理论指导。建立了莫尔条纹光电信号偏差模型,针对信号的正交性偏差和等幅性偏差提出了实时的偏差测量方法,实现了对信号偏差的实时准确测量,为随后的偏差补偿提供了可靠数据。介绍了闭环反馈细分算法的原理,针对实际信号存在的偏差,提出了改进的闭环反馈细分算法,实现了直接在细分算法中对信号偏差的修正,有效提高了信号质量,减小了细分误差,并且大大减少了代码行数,节约了处理器的存储和运算资源。设计了信号处理电路和信号处理软件,搭建了信号处理系统,对中科院长春光机所生产的某型号24位高精度光电轴角编码器的莫尔条纹光电信号进行了采样分析,对补偿算法进行了调试和初步验证;接着搭建了细分误差检测系统,对该编码器信号补偿前后的细分误差进行了定量测量,经过对比,补偿算法的运行使得信号的细分误差最大值由4.2"降低到了1"以内,细分误差标准差由1.3"降低到了0.43",证明了补偿算法可以有效提高信号的细分精度。本文提出的莫尔条纹光电信号偏差测量方法和改进的闭环反馈细分方法能够提高编码器的测角精度和稳定性。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61586
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	沈思博. 高精度编码器等幅性及正交性偏差补偿方法研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
高精度编码器等幅性及正交性偏差补偿方法研（2841KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文