高精度磁電編碼器及其細分算法的研究.pdf

1、角位移檢測傳感器作為伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)實時反饋和動態(tài)監(jiān)測的重要元件之一。本文所研究的磁電編碼器與目前市場已廣泛應用的光電編碼器相比,具有抗振動、抗污染、高可靠性等優(yōu)點,并在一些特殊的場合如軍工領域應用逐漸廣泛起來。但當前我國自主研究的磁電編碼器在精度上、分辨率上遠遠跟不上國外所研制的產品,而市場對其的需求量越來越大,并且精度要求越來越高。為此,本文在磁電編碼器的分辨率和精度上做了深入的研究,通過實驗驗證具體的設計指標;設計的高精度多對極磁

2、電編碼器的應用的目標場合是針對于高精度要求的測量領域,本課題的研究具有一定的實用價值。
　　本文首先分析了傳統(tǒng)反正切和校準查表法的優(yōu)缺點,進而提出了新型分區(qū)間反正切查表算法,其具有區(qū)間連續(xù)性和非線性誤差小的優(yōu)點;詳細說明了此算法的制表和查表的過程,受機械式手表的啟發(fā)提出了多對極編碼器的算法;然后根據氣隙優(yōu)化確定間隙的大小設計編碼器信號的發(fā)生機構,并對編碼器的關鍵性技術進行了討論,采用過采樣技術提高AD器件采樣分辨率以消除白色噪聲的

3、影響,通過數據采集卡解算編碼器精度和分辨率;當使校準系統(tǒng)處于檢測狀態(tài),通過實驗得知所研制的軸向安裝的單磁極編碼器精度為12位,分辨率為16位;采用運放放大器放大多對極原始信號,以擴大AD的量程利用率,結合實驗數據和磁場仿真結果所研制的大電機多對極編碼器的分辨率有望達到了23位。最后,根據大電機的單對極和多對極磁鋼的磁場仿真分析結果,驗證了單對極磁鋼對多對極磁場有干擾作用,并提出了模型修改方案——增加導磁板,以防止兩磁鋼在關心區(qū)域磁場疊加