基于TMS320F2812的光柵編碼器超高倍細(xì)分器的設(shè)計.pdf

1、光電軸角編碼器是一種以高精度計量圓光柵作為檢測元件并集光、機、電于一體的數(shù)字測角傳感器,在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。并且在許多場合下,需要高分辨率的光柵編碼器。目前,印刷機械采用無軸傳動已經(jīng)是印刷行業(yè)創(chuàng)新及現(xiàn)代化,實現(xiàn)更高的生產(chǎn)與經(jīng)濟效益的基本手段之一。無軸傳動是一種速度與位置(相位)雙重同步的閉環(huán)控制系統(tǒng),系統(tǒng)中需要有位置和速度兩種傳感器,但為了簡化系統(tǒng)的復(fù)雜性和降低成本,在伺服系統(tǒng)中,通常只安裝位置傳感器,速度信號由位置信號對時

2、間差分來獲得。目前國外的無軸傳動系統(tǒng)普遍采用分辨率大于100萬線/轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)位置編碼裝置。SERCOS標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)角度分辨率為360萬線/轉(zhuǎn)。 如果要精確測量到一個旋轉(zhuǎn)的角度,通常有兩種方法：其一是使用一個已經(jīng)有很高精度的光柵編碼器,另一種方法是細(xì)分現(xiàn)有的一般精度的編碼器。一般情況下把兩種方法結(jié)合是最好的解決方案。 然而,光柵編碼器輸出信號往往帶有多種形式的誤差,不適合直接用來做細(xì)分輸入。因此本文主體部分是一種光柵編碼器誤差

3、的自動校正方法,它可以根據(jù)光柵編碼器的輸入自動校正其誤差,極大地提高了光柵編碼器輸出信號的規(guī)則度,可以用于對增量式或絕對式編碼器的細(xì)分誤差校正,因而可以使編碼器在各種甚至惡劣的環(huán)境下正常工作,提高了編碼器抗干擾工作的能力。 本課題中主要采用2812來提高細(xì)分精度,并且實現(xiàn)方法采用數(shù)值分析計算的方案,實現(xiàn)起來相對簡單、靈活。硬件軟件設(shè)計主要包括：在AD轉(zhuǎn)換之前采用了硬件校正AD采樣的方法；采用了超低噪聲、低紋波電源以及超低噪聲運放

4、以減小細(xì)分信號的噪聲；在產(chǎn)品今后的應(yīng)用當(dāng)中,主要通過雙口RAM進行接口通信與控制；而在測量誤差評估過程中顯示結(jié)果則使用了NI的虛擬儀器HSDIO NI6552。 在軟件設(shè)計方面,采用在一周期內(nèi)均勻抽取2組各50個采樣,并采取多值擬合建立5元一次方程組,采用Gauss法解方程組,計算出5個細(xì)分誤差參數(shù),之后才進行細(xì)分計算；計算結(jié)果由兩部分組成,計大數(shù)的2812 OEP計數(shù)部分以及計小數(shù)的細(xì)分部分,細(xì)分部分通過ADC以及之后的計算輸