绝对式光电编码器信号处理,显示电路的设计

以绝对式光电编码器在分布式光庆计中应用为例，详细介绍了光电编码器信号处理和显示电路的设计，为光电编码器可靠使用提供简单有效的方法。     

航天级光电编码器的信号处理系统设计

为了实现航天级光电编码器的小型化,减小航天设备的体积、重量并满足其冷备份要求,设计了具有双读数系统的航天级光电编码器信号处理系统。首先,介绍了双读数系统航天级光电编码器的精码和粗码信号处理方法以及信号处理系统的小型化和可靠性设计;然后,从光电编码器误差产生的原因及空间分布特征出发,对双读数系统航天级光电编码器进行了精度分析;最后,采用比较法,以23位高精度光电编码器作为角度基准,对该光电编码器进行了精度检测。实验结果表明:应用该信号处理系统的双读数系统光电编码器的分辨力为20″,精度σ≤30″。该系统已在工程项目中得到应用,实践表明系统的设计满足航天设备的技术要求。     

基于后验误差拟合的角位移测量误差补偿

在航天、军事、工业这些对器件的体积有着严格要求的领域,光电编码器不仅要求减小外径尺寸和重量,更要提高其测量精度。本文以光电编码器误差补偿方法为研究对象,基于后验误差拟合方法确定误差模型参数,从而实现对小型光电编码器的深度误差补偿。分析了影响光电编码器测角误差的主要因素,建立了长周期误差和短周期误差模型。然后,采用后验误差拟合算法实现了对误差模型参数的确定,提出误差补偿算法;最后,对某一小型光电编码器进行实验,验证了所提出误差补偿算法的性能。某型号光电编码器补偿前的精度为22.48″,补偿后的精度为5.82″。实验表明,采用后验误差补偿方法可以不考虑误差影响因素的大小,直接对编码器进行误差补偿,具有效率高、补偿准确等优点,极大地提高了批量生产时光电编码器产品的精度。     

莫尔条纹光电信号正交性偏差的实时补偿

为了提高光电轴角编码器的精度,提出了一种实时补偿莫尔条纹光电信号正交性偏差的方法。利用希尔伯特变换原理,构造了同频光电信号正交性偏差的动态测量算法。根据莫尔条纹光电信号的数学模型,揭示了由正交性偏差引起的细分误差的空间分布特征并建立角度补偿模型。鉴于编码器的实际工作特点,采用同步处理方式,在补偿光电信号的同时动态更新了角度代码补偿查找表;通过细分查找表的切换,实现信号正交性偏差的实时补偿。采用该方法对存在约18°正交性偏差的23位光电编码器进行了补偿处理,结果显示:补偿后的编码器的细分误差峰值由4.79"降低到1.26"。该方法可实际应用于编码器系统,能够提高编码器的细分精度、环境适应性和可靠性。     

直线同步电机初始磁场位置检测方法

直线电机在直线运动和重复定位精度高的机器人中有着广泛的应用,如两轴直线电机组成的点胶机器人、搬运机器人等.电机的位置检测在电机控制中是十分重要的,特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合,如位置伺服系统.传统的位置检测方法一般根据装在电机轴上的光电编码器的反馈信号计算得出的,光电编码器通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示电机转子的位置信息.根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,直线电机一般都采用光栅尺,只有AB正交脉冲反馈.该文的目的就是提供一种没有U、V、W和Z脉冲反馈的增量式编码器的电机初始磁场位置检测方法.     

小型光电编码器长周期误差的修正

针对小型光电编码器长周期误差成因及分布规律复杂的特点,提出了一种光电编码器长周期误差修正方法。建立了基于正交三角函数基的傅里叶神经网路误差修正模型,将光电编码器输入输出间的非线性优化问题转化为线性优化问题。误差修正模型以高精度基准编码器输出值作为学习目标;引进模拟退火策略的差分进化算法对网络进行训练,保证了在训练的初始阶段具有较强的全局寻优能力和在训练后期具有较快的收敛速度和较高的精度。运用设计的方法对16位小型光电编码器进行了长周期误差修正处理,实际测试显示：编码器的峰值误差由45"~-17.5"减小到10"~-8.75",长周期标准偏差由修正前20.3"减小到修正后4"以下。结果表明提出的长周期误差修正方法提高了光电编码器的精度。     

光电编码器测速方法现状与展望

为深入研究光电编码器的测速方法,克服传统测速方法中测量范围小、测速精度差、测量结果波动等因素,在开展光电编码器的测速方法研究的同时深入研究了近几年来国内外的测速方法。通过查阅国内外相关文献,对近两年使用光电编码器进行测速的最新方法加以阐述,并总结了各测速方法的优点和不足;通过研究各个测速方法优缺点,对测速方法的发展进行了展望。     

高精度光电轴角编码器轴系精度设计与测量

为实现高精度光电轴角编码器的精度 ,提出了光电轴角编码器的轴系精度指标 ,并对影响光电轴角编码器精度的主要因素—轴系晃动量的分离测量方法进行了讨论     

光电编码器用计算机自动检测装置

描述的是一个光电编码器的测试装置，该系统采用计算机对光电编码器的输出信号进行自动采集与处理，能有效、全面、可靠地对光电编码器的误差进行检测。阐述了该装置的原理及其硬件和软件的构成，并讨论了一些实际问题及解决方法。     

基于SOC单片机的高集成度光电编码器电路设计

提出了减小光电编码器电路部分空间,缩小其结构尺寸的方法,并对编码器的电路处理进行了研究.介绍了光电编码器的基本原理、光电信号特点和信号处理的要求,分析了传统电路处理方案的特点,说明了基于放大器和比较器的传统方案是造成电路结构设计体积较大的原因.为改变传统方案,提出了用AD直通处理和分时驱动光电信号采集技术来代替传统硬件...     

增量式光电旋转编码器及在角减速度测量中的应用

介绍了增量式光电旋转编码器的原理、结构，根据输出信号的特征提高测量精度的四倍频处理方法，在此基础上说明了常用的基于编码器的输出信号的测速原理、方法。最后给出了基于增量式光电旋转编码器进行角减速度测量的系统构成，实际应用精度要求采用的最小二乘拟合法的处理方法。     

基于ARM的光电色选系统研究

本文在分析光电色选机工作原理的基础上,设计了基于ARM的色球分选系统以对光电色选机的工作特性及关键参数进行研究,利用计算流体力学的方法通过计算机仿真分析得出了喷嘴外流场的速度分布图,理论分析及实验研究的结果对提高现有光电色选机的性能具有重要意义。     

基于LabVIEW及DAQ的光电检测系统

基于NI USB-6009数据采集卡、上位机及Lab VIEW为基础构建了光电检测系统。系统适用于光电传感器性能检测以及简单的实时信号监控。系统中数据采集由数据采集卡实现,其他功能,包括数据存储、触发、控制、显示、用户界面等,均在上位机中用软件(Lab VIEW 2013)实现。由于采用USB数据线,采集卡与上位机之间连接方便,并且提高了可扩展性、可维护性,降低了成本。实验结果表明,对于不同的光电传感器,系统都能够进行准确的检测。     

新型单片机P89LPC935在光电整纬机中的应用

光电整纬机是一种能够对织物纬纱变形自动检测和矫正的自动控制设备。本文介绍了以PHILIPS公司P89LPC935单片机为控制器的光电整纬机,简述其工作原理、硬件构成以及软件设计。该系统工作可靠,具有很高的实用价值。     

Analysis of optical linear encoders’ errors under vibration at different mounting conditions

The optical linear encoders are the preferred choice sensors for positioning machine tools’ moveable parts. Machine tools’ errors have been traditionally focused on the analysis and performance of the machine tool structure until recent works have treated the encoder itself as a source of error. Encoder error quantification has been done for several mounting conditions in static situations, but there is a lack of information regarding the performance of the encoder under dynamic solicitations. The aim of this work is to analyze the loss of accuracy of the sensor because of vibration for different mounting conditions. A finite element model of encoder has been developed and experimental results have been analyzed using this model.     

冗余策略下的机械振动 WSN 高效可靠传输方法

针对大量机械振动无线传感器网络数据的传输过程中高延时和可靠性的问题,提出了冗余策略下的机械振动无线传感器网络高效可靠传输方法。首先分析对比了基于IEEE 802.15.4协议支持的ACK和Non-ACK的传输机制下的时间消耗,取消传输ACK应答帧带来的时间延时,保证大量机械振动数据的高效传输;然后提出了一种冗余策略下的数据可靠传输方法,采用部分冗余矩阵进行数据编码将机械振动原始数据在丢包率下进行数据扩展;最后,数据中心将收到的数据解码即可得到原始数据。实验结果表明,所提方法数据量经冗余编码后增加25%后,每轮传输延时可减少约3 s,传输能量消耗可降低约555 mJ,并能保证数据完整性。     

混合信号振声源分离与多机组故障诊断

针对机房设备混合信号难以提取有用信息,提出了多参数的振声诊断方法。应用最小互信息梯度下降的盲分离算法,通过展开边缘熵和修正四阶累积量估计值的方法改善算法性能,在故障源数量未知且可能大于传感器数量的情况下,根据信息源之间的独立性测度关系依次提取最显著的特征值。仿真结果证明,改进算法估计误差减小且算法可靠。在诊断实例中,首先,分离机房内的混合噪声信号以确定主要故障来源;然后,采集故障源的振动信号进行非线性盲分离,提取热泵机组压缩机不对中、齿轮啮合不良和碰磨的故障特征;最后,根据分离的振源信号特征识别故障类型,建立基于盲源分离算法的大空间设备群的振声诊断方法。     

ICA在航空发动机振动信号盲源分离中的应用

研究了基于独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)的发动机振动信号盲源分离技术,旨在将发动机振动信号按照不同的激振源进行分离。首先阐述了基于最大信噪比的盲源分离算法原理,通过对仿真信号进行分离,判断了分离输出信号与仿真信号的一致性,验证了该算法的可行性;然后将该算法与FFT分离法相结合,应用于某型双转子航空发动机高、低压转子实测振动信号盲源分离中,取得了很好的分离效果,表明应用ICA技术建立的基于最大信噪比的盲源分离算法具有迭代次数少、计算复杂度低、效果好及稳定等优点。     

基于一体化模型的往复式压缩机管线系统振动分析

传统的压缩机及管线系统振动分析与控制的方法是建立非完整模型开展局部减振技术研究,难以对系统整体振动能量分布进行描述。为此,本文基于Hamilton变分原理、微分方程的等效积分法,运用弹性力学理论,采取有限元的方法建立了系统的动力学一体化模型,并以此为基础进行了振动分析,对比发现分析计算结果与现场测试数据基本吻合,从而证明了所建立的一体化模型合理。以此一体化模型为基础进行振动控制方案设计,计算验证发现,采取控制方案的管系振动位移最大降幅达91.5%,最大振动位移在181~291μm之间,振动能量分布更趋均匀,从而证明了这种基于一体化模型的有限元分析方法是进行往复式压缩机管线系统振动控制的一种有效途径。     

轧机自激振动诊断和结构动力学修改

轧机是计算机控制的复杂机电系统。由于设计问题、结构损伤或系统故障,在某种条件或干扰下,可能产生持续自激振动。轧机的这种运行故障严重影响产品质量,损坏设备,甚至使生产中断。提出一种基于多参数同步综合测试、系统辨识和动力学分析与修改的综合方法,从试验与理论上分析了轧机产生自激振动的原因与消除方法。在研究的工程实例中,由辊缝位移传感器安装结构的动力学特性造成辊缝位移信号的响应延迟,引发板厚液压控制系统(AGC)非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过结构动力学修改,最大限度地减小位移反馈信号的延迟时间,大幅度地提高了系统的闭环稳定性,消除了正常工作条件(或正常扰动)下的自激振动,从而保证了轧机高效、稳定地工作。