編碼器是閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)的位置反饋元件,對伺服系統(tǒng)中電機的控制性能有著重要的影響。磁編碼器具有高響應(yīng)性、抗震等級高、防油污等特點。然而其具有分辨率不高,要求充磁精度高、成本高等缺點,難以滿足高速高精低成本的運動反饋需求,本文針對伺服電機和高速主軸電機位置和速度反饋的需求,設(shè)計了一款基于磁阻效應(yīng)的新型齒輪編碼器�；诰幋a器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,結(jié)合高速主軸電機位置和速度反饋的需求,研究了半導(dǎo)體磁阻效應(yīng),進行了關(guān)鍵芯片選型,設(shè)計了一種新型背磁式結(jié)構(gòu)的磁編碼器─齒輪編碼器,分析了齒輪編碼器設(shè)計方案的可行性。研究了編碼器糾偏技術(shù)和細分技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。分析了齒輪編碼器磁源信號可能存在的直流誤差、幅值誤差、相位誤差,研究了減小這些誤差的方法和途徑,提出了一種改進型的基于乘法倍頻及移相原理進行相位誤差補償?shù)姆椒�。針對高倍細分需�?研究了基于CORDIC算法的反正切細分方法和閉環(huán)跟蹤細分方法,搭建了閉環(huán)跟蹤細分算法仿真模型,實驗驗證了算法的有效性。提出了一種CORDIC算法加速計算反正切的方法,驗證了該方法的可行性。完成了齒輪編碼器讀頭的系統(tǒng)硬件設(shè)計,分析了編碼器的各種輸入輸出接口。搭建了齒輪編碼器測試實驗平臺,進行了齒輪編碼器功能測試和應(yīng)用測試。結(jié)果表明,本文開發(fā)的齒輪編碼器達到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo),可以滿足伺服電機和高速主軸電機位置反饋的需求。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

用的大多是 GMR 磁阻元件。奧地利感應(yīng)元件，典型代表有 AS5040，日本應(yīng)元件，典型代表有 AK7451，MS004正算法對相位誤差進行補償[14]，但是沒借助強大的上位機軟件測量和分析直流的修正值寫入數(shù)字電路寄存器，這種良好。入和完善，用相關(guān)技術(shù)研發(fā)的產(chǎn)品也年推出了齒輪編碼器 GEL2444K，單款示。雖然國外已有相關(guān)產(chǎn)品推向市場，打破這種技術(shù)封鎖，必須走自主研發(fā)重要。

消耗電流 60mA 60mA輸出信號 差分模擬輸出（1vpp） TTL(RS422)最大相偏移 90 10° 90 15°最高響應(yīng)頻率 150kHz 500kHz齒隙 0.15±0.03mm 0.15±0.03mm耐震性 10G 10G防護等級 IP68 IP68齒輪編碼器一般分為旋波輸出和方波輸出，旋波輸出就是輸出信號為標(biāo)準的差分正余弦模擬信號以及零位參考模擬信號，波形如圖 2.2 所示，圖中只標(biāo)識了單邊信號；其中幅值 M 為 500Mv, Vpz 為 0.6-1V,直流偏置 offset 為 2.5V,相位差 phase 為 90度。方波輸出是輸出信號為工業(yè)標(biāo)準 ABZ 差分脈沖輸出，具體波形如圖 2.3 所示。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文術(shù)研究應(yīng)用情況下，齒輪編碼器磁源信號往往帶有直流誤差、幅值誤差誤差，這種帶有誤差的信號一般不能直接使用，如果需要高倍細誤差嚴重的制約著細分倍數(shù)的提高，通常情況下，需要對這些帶處理，本文將減小這三種誤差的方法和途徑稱為信號糾偏，下面小直流誤差、幅值誤差、相位誤差方法和途徑，達到糾偏的目的制的目標(biāo)輸出信號效果如圖 3.13 所示，Lissajou 圖形應(yīng)為接近標(biāo)準
【參考文獻】

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本文編號：2891398