【摘要】：光柵莫爾信號的質(zhì)量直接影響其細(xì)分效果。受到系統(tǒng)硬件與環(huán)境的影響,光柵傳感器的輸出信號存在直流漂移、等幅偏差以及非正交偏差等短周期誤差,其中非正交偏差的隨機(jī)性大,難于進(jìn)行高精度補(bǔ)償。因此,針對非正交莫爾信號的直接細(xì)分作為光柵應(yīng)用中的一項(xiàng)重要技術(shù)支撐,具有較高的研究價(jià)值。本文在分析傳統(tǒng)莫爾信號幅值分割細(xì)分方法和非正交偏差補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)上,開展對非正交光柵莫爾信號直接細(xì)分的算法及實(shí)現(xiàn)研究,針對算法在數(shù)字式實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵參數(shù),完成了數(shù)學(xué)建模和量化分析工作;根據(jù)量化模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路,完成對光柵信號的采集和細(xì)分;搭建實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)施數(shù)學(xué)模型測試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了非正交光柵信號細(xì)分算法的有效性,并提出細(xì)分誤差標(biāo)定方法測試系統(tǒng)的細(xì)分精度。論文主要內(nèi)容包括:1、非正交莫爾信號細(xì)分算法:研究一種針對非正交光柵信號直接細(xì)分的算法,以期突破傳統(tǒng)細(xì)分方法對兩路莫爾信號嚴(yán)格正交的要求和限制,實(shí)現(xiàn)對非正交莫爾信號的高倍數(shù)細(xì)分。2、算法參數(shù)的分析與建模:根據(jù)算法原理量化分析影響細(xì)分實(shí)現(xiàn)效果的參數(shù),分別建立幅值精度補(bǔ)償和信號頻率/采樣率對于非正交信號細(xì)分算法效果的數(shù)學(xué)模型,并通過仿真驗(yàn)證模型的有效性。3、數(shù)字式光柵信號細(xì)分系統(tǒng)硬件電路:根據(jù)參數(shù)量化模型選擇器件參數(shù),設(shè)計(jì)以“信號采集-預(yù)處理-細(xì)分”為架構(gòu)的數(shù)字式細(xì)分系統(tǒng)硬件電路,完成對光柵信號的采集和1024倍細(xì)分。4、細(xì)分精度標(biāo)定實(shí)驗(yàn):搭建實(shí)驗(yàn)平臺,以精密電動轉(zhuǎn)臺為小角度發(fā)生器,以激光干涉儀為標(biāo)準(zhǔn)器,通過對比法標(biāo)定數(shù)字式光柵信號細(xì)分系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的細(xì)分精度,驗(yàn)證非正交光柵信號細(xì)分算法的有效性。本文就非正交光柵莫爾信號的數(shù)字細(xì)分方法進(jìn)行了探索,提供了針對非正交光柵信號高倍數(shù)細(xì)分的解決方案,為光柵細(xì)分工作的研究提供點(diǎn)滴積累,對于推動國內(nèi)光柵細(xì)分領(lǐng)域的研究具有一定的積極影響。
【圖文】：

圖 1.1 移相光柵示意圖2003 年，日本國家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所提出等分平均（EDA）自法[14,15]，并研制了自動高精度編碼器標(biāo)校系統(tǒng)。該系統(tǒng)有 A、B 兩個編碼刻度誤差無法直接獲得，其相對誤差可以通過外部計(jì)數(shù)器測量獲得。編碼道刻劃 n 對線，表明將 360°作了 n 等分，當(dāng)編碼器讀數(shù)頭每移動一

圖 4.3 AD9653 參考電壓電路設(shè)計(jì)信號為低壓差分電壓模式，可使用 FPGA 芯片信號對接。由于 FPGA 列塊內(nèi)不存在專用輸出必須通過外部電阻網(wǎng)絡(luò)保證信號的正確性。另接收時，兩引腳之間需掛接 100Ω 輸入緩沖電
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH74

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本文編號：2613749