高精度磁電編碼器及其細(xì)分算法的研究.pdf

1、角位移檢測傳感器作為伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋和動(dòng)態(tài)監(jiān)測的重要元件之一。本文所研究的磁電編碼器與目前市場已廣泛應(yīng)用的光電編碼器相比,具有抗振動(dòng)、抗污染、高可靠性等優(yōu)點(diǎn),并在一些特殊的場合如軍工領(lǐng)域應(yīng)用逐漸廣泛起來。但當(dāng)前我國自主研究的磁電編碼器在精度上、分辨率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上國外所研制的產(chǎn)品,而市場對(duì)其的需求量越來越大,并且精度要求越來越高。為此,本文在磁電編碼器的分辨率和精度上做了深入的研究,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證具體的設(shè)計(jì)指標(biāo);設(shè)計(jì)的高精度多對(duì)極磁

2、電編碼器的應(yīng)用的目標(biāo)場合是針對(duì)于高精度要求的測量領(lǐng)域,本課題的研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先分析了傳統(tǒng)反正切和校準(zhǔn)查表法的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)而提出了新型分區(qū)間反正切查表算法,其具有區(qū)間連續(xù)性和非線性誤差小的優(yōu)點(diǎn);詳細(xì)說明了此算法的制表和查表的過程,受機(jī)械式手表的啟發(fā)提出了多對(duì)極編碼器的算法;然后根據(jù)氣隙優(yōu)化確定間隙的大小設(shè)計(jì)編碼器信號(hào)的發(fā)生機(jī)構(gòu),并對(duì)編碼器的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了討論,采用過采樣技術(shù)提高AD器件采樣分辨率以消除白色噪聲的

3、影響,通過數(shù)據(jù)采集卡解算編碼器精度和分辨率;當(dāng)使校準(zhǔn)系統(tǒng)處于檢測狀態(tài),通過實(shí)驗(yàn)得知所研制的軸向安裝的單磁極編碼器精度為12位,分辨率為16位;采用運(yùn)放放大器放大多對(duì)極原始信號(hào),以擴(kuò)大AD的量程利用率,結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和磁場仿真結(jié)果所研制的大電機(jī)多對(duì)極編碼器的分辨率有望達(dá)到了23位。最后,根據(jù)大電機(jī)的單對(duì)極和多對(duì)極磁鋼的磁場仿真分析結(jié)果,驗(yàn)證了單對(duì)極磁鋼對(duì)多對(duì)極磁場有干擾作用,并提出了模型修改方案——增加導(dǎo)磁板,以防止兩磁鋼在關(guān)心區(qū)域磁場疊加