本文關(guān)鍵詞：基于幅值采樣的光柵莫爾條紋信號(hào)細(xì)分技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 精密測(cè)量技術(shù)對(duì)保障現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)起著重要作用,以光柵莫爾條紋技術(shù)為基礎(chǔ)的位置或角度傳感器在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛應(yīng)用。由于受制造工藝等因素的影響,直接利用光柵莫爾條紋信號(hào)進(jìn)行測(cè)量仍然難以滿足高精度測(cè)量的要求,因此人們開(kāi)發(fā)出了多種莫爾條紋信號(hào)的細(xì)分技術(shù),包括四倍頻、電阻鏈細(xì)分、鎖相倍頻細(xì)分、載波調(diào)制細(xì)分及幅值分割細(xì)分等。這些方法各有其特點(diǎn),但都難以滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)機(jī)床光柵高速、高倍數(shù)細(xì)分的要求。本文研究了一種適應(yīng)于該要求的幅值采樣細(xì)分方法,并開(kāi)發(fā)了原型樣機(jī)。主要研究?jī)?nèi)容如下: 綜合了目前國(guó)內(nèi)外在光柵莫爾條紋細(xì)分領(lǐng)域所采用的技術(shù),確定出滿足數(shù)控機(jī)床性能要求的光柵信號(hào)細(xì)分方法——幅值采樣細(xì)分。并利用Matlab對(duì)該方法進(jìn)行了仿真研究,從理論上對(duì)原始信號(hào)在直流電平、幅值不等、相位不正交、高次諧波等方面對(duì)細(xì)分結(jié)果的影響進(jìn)行了詳細(xì)的討論,在此基礎(chǔ)上提出了課題研究方案。 設(shè)計(jì)了幅值采樣細(xì)分的硬件電路,對(duì)硬件電路各組成模塊進(jìn)行了詳細(xì)分析。硬件電路采用粗精細(xì)分并行工作的電路結(jié)構(gòu),有利于提高細(xì)分精度和速度,以達(dá)到對(duì)信號(hào)進(jìn)行高速和高倍數(shù)細(xì)分的目的。軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì),使用C語(yǔ)言及VHDL語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)及CPLD進(jìn)行程序編寫(xiě),程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行速度快。 最后采用RS-232串行接口將細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)輸出到上位機(jī),經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量,分析了本細(xì)分裝置所能達(dá)到的分辨率及細(xì)分誤差,同時(shí)找出可能導(dǎo)致誤差發(fā)生的原因,并提出了改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】：光柵 莫爾條紋 幅值采樣 細(xì)分 仿真
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來(lái)源及研究意義9-11
• 1.1.1 課題來(lái)源9
• 1.1.2 精密測(cè)量對(duì)數(shù)控加工的意義9-10
• 1.1.3 光柵信號(hào)細(xì)分意義和技術(shù)指標(biāo)10-11
• 1.2 光柵莫爾條紋細(xì)分技術(shù)研究概況11-16
• 1.2.1 國(guó)外光柵技術(shù)研究概況12-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)光柵技術(shù)研究概況14-15
• 1.2.3 光柵細(xì)分技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)15-16
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 莫爾條紋及其細(xì)分方法研究18-30
• 2.1 光柵莫爾條紋技術(shù)18-21
• 2.1.1 莫爾條紋的形成18-19
• 2.1.2 光柵莫爾條紋測(cè)量的特點(diǎn)19-21
• 2.2 莫爾條紋信號(hào)的細(xì)分技術(shù)21-28
• 2.2.1 四細(xì)分辨向電路21-22
• 2.2.2 電阻鏈移相細(xì)分22-23
• 2.2.3 幅值分割電子細(xì)分23-25
• 2.2.4 載波調(diào)制法25-26
• 2.2.5 鎖相倍頻細(xì)分26-28
• 2.3 細(xì)分方法的比較與選擇28-29
• 2.4 本章小節(jié)29-30
• 第3章 幅值采樣電子細(xì)分方案研究及仿真30-41
• 3.1 幅值采樣細(xì)分30-31
• 3.2 粗細(xì)分及辨向31
• 3.3 精細(xì)分31-33
• 3.4 誤差仿真分析33-40
• 3.4.1 直流分量影響34-36
• 3.4.2 幅值不等影響36-37
• 3.4.3 相位不正交影響37-38
• 3.4.4 二次諧波影響38-39
• 3.4.5 誤差分析39-40
• 3.5 本章小節(jié)40-41
• 第4章 幅值采樣電子細(xì)分系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)41-56
• 4.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)41
• 4.2 信號(hào)處理電路模塊41-43
• 4.3 粗細(xì)分及辨向電路模塊43-46
• 4.3.1 移相電路44-45
• 4.3.2 跟隨電路45
• 4.3.3 過(guò)零比較電路45-46
• 4.3.4 CPLD 電路46
• 4.4 精細(xì)分電路模塊46-50
• 4.4.1 絕對(duì)值電路47-48
• 4.4.2 多路選擇電路48-49
• 4.4.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路49-50
• 4.5 數(shù)據(jù)處理與輸出模塊50-55
• 4.5.1 數(shù)據(jù)處理50-52
• 4.5.2 數(shù)據(jù)輸出52-55
• 4.6 本章小節(jié)55-56
• 第5章 幅值采樣電子細(xì)分系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-61
• 5.1 VHDL 程序設(shè)計(jì)56-58
• 5.1.1 VHDL 介紹56-57
• 5.1.2 VHDL 執(zhí)行流程圖57-58
• 5.2 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)58-60
• 5.2.1 單片機(jī)主程序58-59
• 5.2.2 主要功能子程序59-60
• 5.3 本章小節(jié)60-61
• 第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差分析61-65
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果61-63
• 6.2 誤差分析63-64
• 6.3 本章小節(jié)64-65
• 第7章 總結(jié)及展望65-67
• 7.1 全文總結(jié)65-66
• 7.2 研究展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄A Matlab 運(yùn)算及仿真程序71-75
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄75

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉泊;程添;覃思勇;盧俊龍;;光柵傳感器信號(hào)細(xì)分中絕對(duì)值電路的設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年11期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 馬國(guó)慶;高精度伺服轉(zhuǎn)臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 董躍華;激光干涉檢測(cè)裝置的實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 張麗云;基于機(jī)器視覺(jué)的貼片安裝錫膏三維檢測(cè)[D];五邑大學(xué);2011年

4 孟凡波;基于FPGA的光柵數(shù)顯裝置的研究與設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2012年

5 朱維娜;基于DSP2812的光柵細(xì)分技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

6 彭瑯;一種光柵尺細(xì)分技術(shù)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2011年

7 肖濤;伺服系統(tǒng)的高精度位置檢測(cè)[D];華中科技大學(xué);2012年

8 崔改;基于FPGA的光柵納米級(jí)細(xì)分IP核設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2013年

9 馬澤龍;正余弦編碼信號(hào)糾偏與細(xì)分技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于幅值采樣的光柵莫爾條紋信號(hào)細(xì)分技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307843