小型绝对式光电编码器自动检测装置数据采集及控制系统

CIOMP OpenIR

	小型绝对式光电编码器自动检测装置数据采集及控制系统
	姜铁征
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	绝对式编码器精度检测自动检测 STM32 FPGA
摘要	光电编码器是一种集光、机、电于一体的高分辨力角位移传感器,它以光电转换技术为核心,输出与角位置信息相对应的角度代码来实现角位移的测量,广泛应用于航空航天、工业控制等领域。光电编码器主要可分为增量式和绝对式两种。绝对式编码器的每一个角度位置对应唯一的数字码,不存在调零误差,具有体积小,精度高,稳定可靠等优点。随着科学技术的进步,对绝对式编码器的精度要求越来越高,而目前大多数检测装置只能实现精度的单一检测,效率低,操作复杂。因此,研究集动、静态检测于一体、高精度、高效率的自动检测装置具有重要意义和使用价值。在参考国内外相关文献的基础上,研究了国内外光电编码器的发展现状,相关的检测方法和检测装置;分析了绝对式编码器动、静态误差的来源和误差数据的处理方法;建立了以永磁同步电机和FPGA数据采集系统为核心的自动检测装置;采用永磁同步电机与伺服放大器的组合代替了传统的步进电机转台,设计了以STM32F4为核心的控制器硬件电路,通过光耦隔离、差分驱动器、放大电路等设计,结合HAL库函数编程方法,实现了转台的速度和位置控制,可以满足小型绝对式编码器的动、静态精度检测要求。以Xilinx公司的Spartan-ΙΙΙ系列的XC3S400芯片为核心,设计了编码器数据采集和与上位机通信的接口电路。实现了高速准确的数据采集工作,通过USB与上位机的数据传输,可以在计算机上完成大量的数据处理工作。运用本文设计的自动检测装置,进行了编码器的精度检测实验,证明其可以完成16位以下小型绝对式光电编码的精度自动检测。在保证检测结果准确度的基础上,提高了检测效率,将检测时间缩短了3-5倍,在编码器大批量的生产和研制中具有重要意义。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61698
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	姜铁征. 小型绝对式光电编码器自动检测装置数据采集及控制系统[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.

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小型绝对式光电编码器自动检测装置数据采集（3020KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文