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在工業測控系統中,PILZ光電編碼器用于測量電機的角位移。由于現場的干擾以及PILZ光電編碼器的高分辨率的特點,常運用四倍頻電路來提高被控電機的測量精度和控制精度。設計基于可編程邏輯器件CPLD,利用CPLD的可重構性,在系統可編程以及能夠實現復雜邏輯功能的特點,設計了PILZ光電編碼器信號的四倍頻電路。
PILZ光電編碼器四倍頻電路
基于PILZ光電編碼器研究了多種測速算法的差異,并通過實驗對結果進行了驗證。采取軟硬件結合的方法,以NI采集設備和Lab VIEW軟件為開發平臺,并利用PILZ光電編碼器和PCB激光轉速計等設備,搭建了一套瞬時轉速測量系統。利用PILZ光電編碼器得到實驗臺主軸旋轉時的脈沖信號,分別利用M法、變M法和變M/T法對數據進行處理得到瞬態轉速值;將PCB激光轉速計測量的轉速平均值作為參照值,對不同轉速工況下的各種測速方法進行誤差分析。研究結果表明:變M/T法在所有的旋轉工況中精度都比較高,是瞬時轉速計算方法中的。為提高星載相機調焦系統中PILZ光電編碼器的穩定性和可靠性,有效檢測PILZ光電編碼器的性能指標,設計了一種基于航天級式PILZ光電編碼器的地面調試系統。首先,介紹了星載PILZ光電編碼器地檢系統的工作原理及系統組成;然后詳細介紹了系統中各個功能模塊的硬件組成及相關軟件系統設計;zui后,采用本系統對某航天級式PILZ光電編碼器進行性能測試。實驗結果表明,編碼器zui大誤差值為+5.4″,zui小誤差值為-4.7″,均方根誤差為±2.65″,滿足編碼器精度要求。該系統可同時處理多臺編碼器信號數據,并實現數據傳輸通信和顯示功能,實時性好,可視性強。分析了PILZ光電編碼器在震動,有干擾情況下產生誤計數的原因。并結合傳統PILZ光電編碼器防震動抗干擾電路的弊端,提出了更好的電路的設計方案。模擬了PILZ光電編碼器在機械振動下的干擾和電磁干擾下產生的6種典型干擾。重新分析了干擾產生的原因,并提出zui終解決辦法:首先通過軟件對輸入信號進行采樣處理,對于滿足預定寬度的脈沖才進行一次翻轉。而這個預定寬度可根據軟件進行設定,以此達到去除電磁干擾的目的。再通過分析A、B兩相的波形得出合理的邏輯式:正向計數脈沖=A↓∩B。反向計數脈沖=↓∩B來產生計數脈沖。PILZ光電編碼器是以莫爾條紋計數為基礎的高精度數字化測角設備,在航空航天領域得到越來越多的應用。為提高PILZ光電編碼器在惡劣環境下的性能,分別介紹了PILZ光電編碼器信號處理的原理、關鍵技術、典型應用以及新的動向;同時,對具有代表性的處理技術進行了分析與比較,揭示了其處理方式向數字化、智能化發展的趨勢;zui后針對國內外關鍵技術的現狀,扼要闡述了其未來的發展方向。測試結果表明,這種方法實用有效,實現了四倍頻、鑒相和計數功能,具有成本低、設計靈活的優點,提高了電機的控制精度。
