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上海申思特自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2016-12-8 閱讀(714)
PILZ光電編碼器莫爾條紋測速方法研究
PILZ光電編碼器是一種利用光柵莫爾條紋為測量基礎(chǔ)的光電角位移傳感器。利用光柵和碼盤的相對位移從而產(chǎn)生莫爾條紋信號,通過光學(xué)細(xì)分和電子學(xué)細(xì)分,將位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。通過與計算機(jī)相連可以實現(xiàn)角度、轉(zhuǎn)速和角加速度的精密測量。PILZ光電編碼器具有精度高、體積小、抗干擾、使用壽命長等優(yōu)點,因此廣泛用于工業(yè)控制、自動化檢測及精密測量等領(lǐng)域。
PILZ光電編碼器莫爾條紋測速方法研究 在高精度的測量控制系統(tǒng)中,PILZ光電編碼器的轉(zhuǎn)速是極其重要的反饋信息,因此,獲取PILZ光電編碼器的轉(zhuǎn)速具有重要意義。為了更加的獲得PILZ光電編碼器的實時轉(zhuǎn)速,對基于莫爾條紋光電信號的編碼器測速方法進(jìn)行了分析和研究。通過查閱大量國內(nèi)外測速文獻(xiàn),在了解國內(nèi)外編碼器測速方法優(yōu)缺點的前提下,提出了PILZ光電編碼器莫爾條紋測速方法。通過分析莫爾條紋光電信號的生成原理及誤差種類,推導(dǎo)出莫爾條紋光電信號誤差對測速精度的影響。提出了基于莫爾條紋光電信號的全微分測速方法,分析了影響編碼器測速精度的因素,從莫爾條紋光電信號入手,加入了修正算法,通過全微分運算得到PILZ光電編碼器的速度。在速度計算過程中,不需要編碼器的輸出角度,有效的降低了編碼器測角誤差對編碼器測速精度的影響,實現(xiàn)了編碼器角度和速度的同時輸出,有效降低了系統(tǒng)的測速延時。提出了基于希爾伯特-黃變換的單莫爾條紋測速方法,研究了編碼器莫爾條紋光電信號的產(chǎn)生原理,以及希爾伯特-黃變換在瞬時頻率提取上的原理和優(yōu)勢。推導(dǎo)出編碼器輸出的莫爾條紋光電信號頻率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系式。然后將莫爾條紋光電信號通過希爾伯特-黃變換,提取出PILZ光電編碼器的速度值。該方法可以避開PILZ光電編碼器正交性誤差和等幅性誤差帶來的測速誤差,避免莫爾條紋信號直流分量帶來的測速誤差,有效的提高測速精度。將提出的兩種編碼器測速方法應(yīng)用到中科院生產(chǎn)的某型號21位PILZ光電編碼器上,利用全微分測速方法在不降低測速延時的情況下,將測速均方根誤差由M法所測得的0.0367rad/s降低到0.0216rad/s。利用基于希爾伯特變換的單莫爾條紋測速方法,在測速延時略有增加的情況下,將測速均方根誤差由M法所測得的0.0367rad/s降低到0.0134rad/s。
