本文關(guān)鍵詞：基于絕對(duì)式時(shí)柵的FMT研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 傳動(dòng)誤差 絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器 實(shí)時(shí)檢測(cè) USB3.0 FPGA 頻譜分析

【摘要】：時(shí)柵位移傳感器是一項(xiàng)具有重要意義的原始性創(chuàng)新成果,經(jīng)過科研工作者多年的不懈努力,獲得了重大突破。與傳統(tǒng)柵式傳感器相比,時(shí)柵位移傳感器是一種全新的位移傳感器。與光柵相比,時(shí)柵代替了需要經(jīng)過精密刻線才能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的工藝,使得制造成本大大降低,工藝也變得不那么復(fù)雜。在環(huán)境適應(yīng)性方面比如抗干擾、油污、粉塵等比光柵更勝一籌。本文圍繞著以絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器為核心,將絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器用于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域,為時(shí)柵代替光柵奠定基礎(chǔ)。齒輪傳動(dòng)這種良好的傳動(dòng)方式由于其均勻平衡地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,已被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械裝置中。齒輪傳動(dòng)不僅可以確保傳動(dòng)比恒定、穩(wěn)定性高、準(zhǔn)確可靠地傳遞運(yùn)動(dòng),同時(shí)其功率和速度范圍很寬。他的優(yōu)點(diǎn)可以體現(xiàn)在:結(jié)構(gòu)比較緊湊、工作相當(dāng)可靠、能達(dá)到較大傳動(dòng)比、效率高、壽命長等方面。在機(jī)械傳動(dòng)鏈中,振動(dòng)、噪聲主要是由齒輪傳動(dòng)誤差引起,它涵蓋了動(dòng)態(tài)性能和強(qiáng)度性能等大量信息。對(duì)于機(jī)床的傳動(dòng)誤差的動(dòng)態(tài)測(cè)量,在要求較高質(zhì)量的傳動(dòng)的場合,對(duì)他有著非常重要的意義。同時(shí)它也是檢驗(yàn)齒輪傳動(dòng)鏈質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)和重要手段,也為進(jìn)一步改善齒輪的設(shè)計(jì)和加工提供參考,這使得對(duì)傳動(dòng)誤差檢測(cè)手段和分析方法的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。所以,如何更精確的檢測(cè)出傳動(dòng)誤差就成為衡量一臺(tái)機(jī)床傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。本文研究內(nèi)容有:分析了傳動(dòng)誤差檢測(cè)理論以及相應(yīng)數(shù)學(xué)模型;分析了絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器用于傳動(dòng)誤差檢測(cè)的理論模型并完成了算法推導(dǎo);提出了時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)的原理和高頻時(shí)鐘插補(bǔ)細(xì)分的原理;成功實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì);通過使用USB3.0芯片的通訊協(xié)議,利用其stream in(串流輸入)工作方式實(shí)現(xiàn)了FMT下位機(jī)與PC之間的通信;設(shè)計(jì)了前端原始信號(hào)處理電路;完成了檢測(cè)系統(tǒng)下位機(jī)中信號(hào)預(yù)處理電路的設(shè)計(jì),通過一塊高性能FPGA做成的信號(hào)采集卡將原始信號(hào)進(jìn)行處理,然后通過USB3.0通信模塊發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行處理,并將USB3.0模塊與FPGA模塊集成到一塊PCB上;開發(fā)了一套數(shù)據(jù)處理平臺(tái),采用C#2013版本進(jìn)行編程,將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,同時(shí)在C#中編寫FFT函數(shù)進(jìn)行頻譜分析。順利完成兩次實(shí)驗(yàn):設(shè)置一個(gè)傳動(dòng)比誤差曲線、一個(gè)搭載在滾齒機(jī)上的多級(jí)傳動(dòng)比實(shí)驗(yàn),并描繪出誤差曲線,做FFT后進(jìn)行頻譜分析。
【關(guān)鍵詞】：傳動(dòng)誤差 絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器 實(shí)時(shí)檢測(cè) USB3.0 FPGA 頻譜分析
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG86;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 引言10-16
• 1.1 論文選題的意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 誤差的由來11-12
• 1.2.2 誤差的分類12
• 1.2.3 傳動(dòng)誤差的檢測(cè)的來源12-14
• 1.3 本章小結(jié)14-16
• 2 典型位移傳感器介紹16-32
• 2.1 傳感器的簡介16-17
• 2.2 幾種典型使用的位移傳感器介紹17-30
• 2.2.1 磁柵17-20
• 2.2.2 地震儀20-22
• 2.2.3 感應(yīng)同步器22-23
• 2.2.4 光柵23-24
• 2.2.5 絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器24-30
• 2.2.5.1 時(shí)柵位移傳感器的測(cè)量思想24-26
• 2.2.5.2 時(shí)柵位移傳感器的測(cè)量原理26-28
• 2.2.5.3 絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器的測(cè)量原理28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 3 FMT理論模型和測(cè)量原理32-40
• 3.1 FMT理論模型的建立32-35
• 3.1.1 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試?yán)碚撃Ｐ?/span>32-33
• 3.1.2 FMT測(cè)量理論分析33-35
• 3.2 FMT算法設(shè)計(jì)35-36
• 3.3 FMT測(cè)量原理36-39
• 3.3.1 傳動(dòng)誤差測(cè)量37-38
• 3.3.2 單端轉(zhuǎn)速誤差測(cè)量38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 FMT下位機(jī)設(shè)計(jì)40-66
• 4.1 下位機(jī)概述40-41
• 4.2 FMT下位機(jī)程序設(shè)計(jì)41-56
• 4.2.1 FPGA的選型41-42
• 4.2.2 FPGA設(shè)計(jì)的軟件平臺(tái)42
• 4.2.3 FPGA的設(shè)計(jì)42-51
• 4.2.3.1 控制模塊43-45
• 4.2.3.2 數(shù)據(jù)采集模塊45-48
• 4.2.3.3 EZ-USB3.0 FX3邏輯模塊48-51
• 4.2.4 USB3.0 設(shè)計(jì)51-54
• 4.2.4.1 USB固件設(shè)計(jì)52
• 4.2.4.2 GPIF Ⅱ開發(fā)52-53
• 4.2.4.3 DMA通道開發(fā)53
• 4.2.4.4 回調(diào)函數(shù)53-54
• 4.2.5 枚舉測(cè)試54-55
• 4.2.6 數(shù)據(jù)接收測(cè)試55-56
• 4.3 FMT下位機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)56-62
• 4.3.1 高速端信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)56-58
• 4.3.2 低速端信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)58-59
• 4.3.3 FPGA電路設(shè)計(jì)59-60
• 4.3.4 USB3.0 電路設(shè)計(jì)60
• 4.3.5 電源電路與接口電路60-62
• 4.4 FMT下位機(jī)PCB的制作注意事項(xiàng)62-65
• 4.4.1 PCB的布局62-63
• 4.4.2 PCB的布線63
• 4.4.3 PCB的去耦63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 5 試驗(yàn)66-74
• 5.1 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)66-70
• 5.1.1 仿真信號(hào)設(shè)計(jì)66-68
• 5.1.3 仿真結(jié)果分析68-70
• 5.2 試驗(yàn)驗(yàn)證70-74
• 6 結(jié)論74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果80

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄭黎明;譚向全;;絕對(duì)式光柵尺母光柵刻劃裝置的設(shè)計(jì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2014年02期

2 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李正生;馬文彥;;用EWB設(shè)計(jì)單道絕對(duì)式碼盤的M序列編碼[A];'2008系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

2 楊俊志;;單碼道絕對(duì)式角度編碼器的通用編碼原理及解碼方法[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

3 楊俊志;;單碼道絕對(duì)式角度編碼器的編碼及解碼原理[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁紅昌;絕對(duì)式單碼道線位移光柵傳感器原理與實(shí)現(xiàn)[D];長春理工大學(xué);2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張靜;基于絕對(duì)式時(shí)柵的FMT研究與設(shè)計(jì)[D];重慶理工大學(xué);2016年

2 伍劍;衍射型絕對(duì)式軸角編碼技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 章晶;基于機(jī)器視覺的絕對(duì)式角位置傳感器研究[D];北京交通大學(xué);2014年

4 高麗娜;一種單圈絕對(duì)式碼盤編譯碼技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2012年

5 楊寧;絕對(duì)式光柵位移傳感器裝調(diào)系統(tǒng)研究[D];長春理工大學(xué);2013年

6 侯林汝;絕對(duì)式磁電編碼器通信接口研究[D];華南理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：774724