本文選題：位置控制　切入點：光柵編碼器　出處：《寧波大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：光柵編碼器具有效率高、易調(diào)控、性能好等特性,在數(shù)控機床、工業(yè)現(xiàn)場、航空航天等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。近幾年來,由于自動化控制技術(shù)不斷革新,光柵編碼器在位置、速度控制方面以及調(diào)試的過程中都起著很重要的作用,因此它適用的應(yīng)用場合日益增加,大多應(yīng)用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中。目前它是自動化控制領(lǐng)域中一項重要的測控設(shè)備,對設(shè)備的要求正在逐步增強,所以對光柵編碼器的研究將會成為一個熱點。為了縮減與國外的差距,國內(nèi)加大了對光柵編碼器關(guān)鍵技術(shù)的投資,開拓了寬闊的市場領(lǐng)域。光柵編碼器已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中一個不可或缺的組成成分,它的質(zhì)量直接關(guān)系到生產(chǎn)效率。為了滿足市場和工業(yè)的需求,絕對值編碼器逐步替代了增量式編碼器,在通信技術(shù)方面也在不斷地完善和發(fā)展,其中采用SSI協(xié)議通訊方式最為廣泛。為了提高測量的準(zhǔn)確度,需要把輸出的位移量或角度值轉(zhuǎn)變成相對應(yīng)的數(shù)字信號,所以針對編碼器的研究具有很大的實際意義。針對以上所述的問題,本文是以光柵編碼器應(yīng)用為背景,提出了一種基于CPLD的SSI協(xié)議絕對值編碼器的設(shè)計方案,通過驗證分析,它能夠?qū)崟r地接收光柵編碼器輸出的A、B、Z信號,并對這些信號進行整形濾波、倍頻鑒相、可逆計數(shù)、SSI輸出等處理,最終通過脈沖的數(shù)目可以得到位置信息。論文中首先詳細闡述了選題背景、光柵編碼器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及工作原理。然后根據(jù)功能設(shè)計需要,進行CPLD芯片選型,搭建硬件平臺,給出了整個系統(tǒng)的設(shè)計方案,并詳細介紹了主要模塊的設(shè)計思路,將接收到的光柵編碼器信號進行整形、濾波,再經(jīng)過CPLD芯片進行細分、倍頻鑒相、計數(shù)、SSI信號處理,使用Verilog HDL硬件語言實現(xiàn)各個模塊的功能,用Quartus II軟件對其進行編譯仿真,驗證了CPLD設(shè)計的準(zhǔn)確性。最后分別從硬件和軟件兩個方面進行驗證和測試,不斷地完善程序。相比于早期設(shè)計方案而言,結(jié)果證明了該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、抗干擾性強、性能良好,具有潛在的市場價值,對于推進我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展具有重要意義。
[Abstract]:Grating encoder has many advantages, such as high efficiency, easy control and good performance. It has been widely used in CNC machine tools, industrial field, aerospace and other fields. In recent years, because of the continuous innovation of automatic control technology, grating encoder is in position. Speed control plays an important role in the process of speed control and debugging, so it is widely used in complex industrial environment, and it is an important measure and control equipment in the field of automatic control. The demand for the equipment is gradually increasing, so the research on grating encoder will become a hot spot. In order to reduce the gap with foreign countries, the domestic investment in the key technology of grating encoder has been increased. The grating encoder has become an indispensable component of modern industry, its quality is directly related to the production efficiency, in order to meet the needs of the market and industry, In order to improve the accuracy of measurement, the absolute encoder has gradually replaced the incremental encoder, and has been continuously improved and developed in the field of communication technology, in which the SSI protocol is the most widely used communication method. It is necessary to convert the output displacement or angle value into the corresponding digital signal, so the research on encoder has great practical significance. In view of the above problems, this paper takes the application of grating encoder as the background. A design scheme of absolute value encoder based on SSI protocol based on CPLD is proposed. Through verification and analysis, it can receive the signal of Agna BZ from the grating encoder in real time, and the signal can be shaped and filtered, and the frequency doubling phase can be detected. Finally, the position information can be obtained by the number of pulses. Firstly, the background of the topic, the research status and the working principle of the grating encoder at home and abroad are described in detail. The CPLD chip is selected, the hardware platform is built, the design scheme of the whole system is given, and the design idea of the main module is introduced in detail. The received grating encoder signal is shaped, filtered and subdivided by the CPLD chip. Frequency doubling, signal processing, Verilog HDL hardware language is used to realize the function of each module, and Quartus II software is used to compile and simulate it. The veracity of CPLD design is verified. Finally, the software and hardware are verified and tested, and the program is improved continuously. Compared with the early design scheme, the results show that the system is stable and reliable, strong anti-interference and good performance. It has potential market value and is of great significance to promote the development of industrial control automation in China.
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN762

【參考文獻】

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本文編號：1655880