在電機(jī)控制領(lǐng)域,角位置與角速度的測(cè)量十分重要。目前在該領(lǐng)域使用廣泛的用于獲取角位置與角速度的傳感器有無(wú)法適應(yīng)惡劣環(huán)境、價(jià)格高等缺點(diǎn)。平面式電感角位置傳感器是近年來(lái)新興的一種傳感器,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可適應(yīng)惡劣環(huán)境、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該傳感器及其解碼的研究較少。本文介紹了所設(shè)計(jì)的基于平面式電感傳感器的角位置與角速度測(cè)量系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容,即作者的主要研究工作包括:第一,設(shè)計(jì)并自制了平面式電感角位置傳感器的轉(zhuǎn)子。本文在分析傳感器電磁工作原理的基礎(chǔ)上,介紹了自制的傳感器轉(zhuǎn)子。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,自制的傳感器轉(zhuǎn)子可正常工作。第二,設(shè)計(jì)了基于平面式電感傳感器的同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)。該算法是同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后,在平面式電感傳感器上的新應(yīng)用。平面式電感角位置傳感器的輸出信號(hào)解碼分成解調(diào)和解算兩個(gè)步驟。解調(diào)所得的正弦、余弦信號(hào)含有相對(duì)較多的噪聲。該算法能夠抑制噪聲,使得輸出的角位置與角速度有較高的精度。第三,設(shè)計(jì)了基于平面式電感傳感器的雙同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)。該算法是雙同步坐標(biāo)系鎖相環(huán)在平面式電感傳感器上的新應(yīng)用。解調(diào)所得的正弦、余弦信號(hào)除了含有相對(duì)較多的噪聲,而且信號(hào)失配,即幅值不相等,相位不是差九十度。該算法不僅能夠抑制噪聲,而且具有抗失配特性,能夠從失配的正弦、余弦信號(hào)中解算出正確的角位置與角速度。第四,設(shè)計(jì)并制作了基于平面式電感傳感器的角位置與角速度測(cè)量系統(tǒng)原理樣機(jī)。原理樣機(jī)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的兩種算法的有效性,也表明了原理樣機(jī)能夠較好的工作。第五,為了評(píng)估原理樣機(jī)的性能,設(shè)計(jì)并制作了基于光電編碼器的測(cè)量裝置作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TH824.3;TP212
【部分圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論與角速度測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)達(dá)并將持續(xù)發(fā)展的今天，工程技術(shù)人員對(duì)高精度以及高可靠性位置與角速度測(cè)量裝置是這些需求旺盛的測(cè)量裝置中的一類(lèi)。角中使用十分廣泛，尤其是在電機(jī)控制領(lǐng)域[1]。高性能的伺服電機(jī)以及高可靠性的角位置與角速度測(cè)量[2]。圖 1.1 為角位置與角速度

光電編碼器的結(jié)構(gòu)（1-轉(zhuǎn)軸，2-光源，3-鑒向盤(pán)，4-零標(biāo)志位光槽，6-主碼盤(pán)，7-電源及信號(hào)線(xiàn)連接座）圖 1.3 增量式光電編碼器工作原理增量式光電編碼器的主碼盤(pán)隨被測(cè)旋轉(zhuǎn)物體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。主碼盤(pán)邊縫，主碼盤(pán)上的其余部分為不透光部分，這樣，主碼盤(pán)上沿著圓光區(qū)域。鑒向盤(pán)與主碼盤(pán)平行，其上有 2 條彼此錯(cuò)開(kāi) 1/4 節(jié)距的光區(qū)域和鑒向盤(pán)上的透光狹縫相對(duì)時(shí)，光線(xiàn)被遮擋住，光電變換

圖 1.3 增量式光電編碼器工作原理光電編碼器的主碼盤(pán)隨被測(cè)旋轉(zhuǎn)物體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。主碼碼盤(pán)上的其余部分為不透光部分，這樣，主碼盤(pán)上沿。鑒向盤(pán)與主碼盤(pán)平行，其上有 2 條彼此錯(cuò)開(kāi) 1/4 節(jié)和鑒向盤(pán)上的透光狹縫相對(duì)時(shí)，光線(xiàn)被遮擋住，光電的透光區(qū)域和鑒向盤(pán)上的透光狹縫相對(duì)時(shí)，光線(xiàn)全部。鑒向盤(pán)上透光狹縫彼此錯(cuò)開(kāi)的距離使得 A、B 兩個(gè)。增量式光電編碼器無(wú)法直接測(cè)得絕對(duì)角位置[9]。為了器的零標(biāo)志位光槽。碼盤(pán)每旋轉(zhuǎn)一圈，零標(biāo)志位光槽基準(zhǔn)。圖 1.4 所示是光電編碼器輸出的信號(hào)。其中 A、BA 相信號(hào)、角位置 B 相信號(hào)以及零標(biāo)志位信號(hào)。從 A 信從 A 信號(hào)和 B 信號(hào)的相位關(guān)系可以知道旋轉(zhuǎn)物體的旋
【參考文獻(xiàn)】

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