發(fā)布時(shí)間：2017-03-18 03:00

  本文關(guān)鍵詞：正余弦編碼器解碼方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在高精度、高動(dòng)態(tài)性能要求的伺服系統(tǒng)中,必須實(shí)時(shí)和精確地測量轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速。正余弦編碼器正是將旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械幾何位移轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的傳感器,為轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速測量提供了技術(shù)解決方案。正余弦編碼器是一種輸出正交正余弦信號的光電編碼器,采用細(xì)分技術(shù)后可獲得比普通TTL編碼器高得多的精度,成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于超高精度光電編碼器,它的高性價(jià)比使得其在高精度運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用得到了廣泛的應(yīng)用。本文首先對正弦余編碼器的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,并對目前提出的各種細(xì)分算法進(jìn)行了分析比較。在分析了正余弦編碼器的原理及信號特征之后,文章以查表法為例分析了解碼過程的各關(guān)鍵點(diǎn)。之后,介紹了CORDIC算法和閉環(huán)細(xì)分算法的原理及實(shí)現(xiàn)過程,閉環(huán)細(xì)分因?yàn)榭垢蓴_能力強(qiáng),細(xì)分精度高,計(jì)算時(shí)間短,成為細(xì)分算法很有價(jià)值的研究方向,而CORDIC旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系省去了浮點(diǎn)運(yùn)算的過程,解決了三角函數(shù)等浮點(diǎn)運(yùn)算帶來的運(yùn)算時(shí)間長的難題,因此,文章采用閉環(huán)細(xì)分作為細(xì)分算法,CORDIC實(shí)現(xiàn)正余弦運(yùn)算作為輔助,在最大程度提高細(xì)分精度的同時(shí),縮短運(yùn)算時(shí)間。其次,文章以二極管不控整流電路和IGBT逆變電路建立了解碼的硬件系統(tǒng)。編碼器信號的解碼電路是解碼系統(tǒng)的關(guān)鍵內(nèi)容,關(guān)于電路設(shè)計(jì)的原理及參數(shù)設(shè)計(jì),文中也做了詳細(xì)介紹。解碼電路涉及兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),就是編碼器信號的整形及方波抗干擾問題。由于編碼器的輸出信號不符合DSP能接受的電平水平,所以對正弦信號需要做濾波,提高電平水平及放大,這些都有差分放大器完成,而對于方波信號的抗干擾問題,文章也采用了對信號抖動(dòng)和尖峰干擾有極強(qiáng)抗干擾能力的D觸發(fā)器設(shè)計(jì)。最后,文章對正余弦編碼器進(jìn)行了解碼程序的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。細(xì)分算法與角度位置的計(jì)算全在中斷中完成。在完成程序流程設(shè)計(jì)后,文章通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了正余弦編碼器在永磁同步電機(jī)的應(yīng)用特性。實(shí)驗(yàn)平臺以FP50R12KT3作為主電路,以TMS320F28034為控制芯片,以永磁同步電機(jī)的對象,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所用方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：高精度 正余弦編碼器 永磁同步電機(jī) 解碼
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN762;TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來源、選題背景及意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 選題背景及意義10-11
• 1.2 正余弦編碼器解碼研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 正余弦編碼器解碼現(xiàn)狀11
• 1.2.2 正余弦編碼器細(xì)分技術(shù)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 本文的主要研究目的和內(nèi)容15-17
• 1.3.1 本文研究的目的15
• 1.3.2 論文研究的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 正余弦編碼器的解碼17-24
• 2.1 正余弦編碼器的簡介17-20
• 2.1.1 正余弦編碼器信號的產(chǎn)生原理18-19
• 2.1.2 正余弦編碼器的接口信號19-20
• 2.2 正余弦編碼器的解碼過程20-23
• 2.2.1 CD信號絕對位置及零點(diǎn)位置的計(jì)算21
• 2.2.2 四倍頻脈沖信號粗略計(jì)算位置角21
• 2.2.3 非完整周期中正余弦信號的模擬細(xì)分21-23
• 2.2.4 高解析度的轉(zhuǎn)子位置計(jì)算23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 正余弦編碼器細(xì)分算法的設(shè)計(jì)24-37
• 3.1 軟件細(xì)分方案的設(shè)計(jì)24
• 3.2 CORDIC算法實(shí)現(xiàn)正余弦值的運(yùn)算24-30
• 3.2.1 CORDIC算法的基本原理24-26
• 3.2.2 CORDIC算法三角函數(shù)的運(yùn)算26-27
• 3.2.3 CORDIC實(shí)現(xiàn)正余弦運(yùn)算27-29
• 3.2.4 角度范圍的調(diào)整29-30
• 3.3 閉環(huán)細(xì)分的原理及實(shí)現(xiàn)30-32
• 3.3.1 閉環(huán)反饋細(xì)分算法30-32
• 3.3.2 閉環(huán)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定32
• 3.4 閉環(huán)細(xì)分算法的仿真32-36
• 3.4.1 PMSM矢量控制系統(tǒng)仿真模型的建立32-34
• 3.4.2 仿真結(jié)果分析34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 正余弦解碼系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)37-47
• 4.1 正余弦編碼器解碼電路設(shè)計(jì)38-43
• 4.1.1 正弦信號調(diào)理電路39
• 4.1.2 +1.65V調(diào)理電源電路39-40
• 4.1.3 AB信號調(diào)理及其方波抗干擾設(shè)計(jì)40-42
• 4.1.4 Z信號處理電路42-43
• 4.1.5 正弦信號主板處理電路43
• 4.2 系統(tǒng)主控板及處理電路設(shè)計(jì)43-46
• 4.2.1 控制系統(tǒng)芯片TMS320F2803443
• 4.2.2 輸出電流采樣43-44
• 4.2.3 母線電壓采樣44-45
• 4.2.4 過流保護(hù)點(diǎn)45-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 第5章 解碼系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果47-59
• 5.1 解碼系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)47-53
• 5.1.1 轉(zhuǎn)子位置角計(jì)算程序設(shè)計(jì)48
• 5.1.2 閉環(huán)細(xì)分軟件設(shè)計(jì)48-49
• 5.1.3 CORDIC算法實(shí)現(xiàn)正余弦值軟件設(shè)計(jì)49-50
• 5.1.4 相位偏移補(bǔ)償程序設(shè)計(jì)50-51
• 5.1.5 零點(diǎn)位置的確定及啟動(dòng)時(shí)絕對位置的測量51-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-58
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺的建立53-54
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 總結(jié)與展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66-67
• 附錄B 解碼電路的原理設(shè)計(jì)圖67

  本文關(guān)鍵詞：正余弦編碼器解碼方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：253794