绝对式磁电编码器及其抗干扰算法的研究

发布时间：2021-04-21 02:30

　　随着科学技术的进步和国防事业的发展,大直径中空转轴结构被越来越广泛的应用于航空航天等国防科技行业中,大中空转轴的径向尺寸较大并且转轴中空,使得常用的磁电编码器无法应用于系统中。为了解决这一问题,本课题通过理论研究、结构设计、仿真验证等研究,提出了适用于大中空转轴的新型磁电编码器绝对角度检测原理。本文的研究工作可以分为以下几点:提出了双多对极的编码器编码原理及其解码方法,解决了大中空磁电编码器的绝对角度测量原理的问题。绝对角度的检测过程主要分为单周期角度的解码和磁极位置解码两个部分。本课题在充分了解现有编码器角度测量原理的基础上确定了分区间的反正切算法作为单周期角度解码算法。在研究双多对极编码器的编码原理的基础上,确定了永磁体极对数需要满足互质的条件,并针对编码原理提出了基于开关霍尔和基于线性霍尔的两种磁极位置解码方法。通过编码器误差作用机理分析,提出了磁极解码方法的优化算法,提高了解码过程的抗干扰能力。在充分考虑各类误差影响的情况下,建立了单周期角度解码过程的误差模型。由于两种磁极位置解码方法的抗干扰能力较差,本课题提出了区间判断和区域解码两种算法分别对两种磁极位置解码方法进行优化,并... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究的目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 编码器研究综述
        1.3.2 磁电编码器的基本原理
        1.3.3 磁电编码器的发展现状和趋势
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 编码器编码原理及其解码方法研究
    2.1 引言
    2.2 绝对角度测量原理
    2.3 双多对极的编码原理研究
    2.4 磁极位置解码方法研究
        2.4.1 基于开关霍尔的特征编码解码方法
        2.4.2 基于线性霍尔的特征值解码方法
    2.5 本章小结
第3章 基于采样误差模型分析的抗干扰解码算法研究
    3.1 引言
    3.2 编码器的误差作用机理分析
        3.2.1 单周期角度解码的误差模型
        3.2.2 磁极位置解码方法的误差影响分析
    3.3 抗干扰解码算法研究
        3.3.1 区间判断算法
        3.3.2 区域解码算法
        3.3.3 抗干扰能力的量化研究
    3.4 误差模型的简化
    3.5 本章小结
第4章 大直径中空磁电编码器的样机设计
    4.1 引言
    4.2 磁电编码器的结构设计
        4.2.1 编码器整体结构设计
        4.2.2 永磁体数量的确定
        4.2.3 编码器元件选型
    4.3 磁电编码器的磁场仿真
        4.3.1 外环永磁体磁场特性研究
        4.3.2 内环永磁体磁场特性研究
        4.3.3 安装误差对磁场信号的影响
    4.4 磁电编码器的电路设计
        4.4.1 信号处理模块的设计
        4.4.2 信号检测模块的设计
        4.4.3 信号传输模块的设计
        4.4.4 电源模块的设计
        4.4.5 信号处理电路的数学模型
    4.5 本章小结
第5章 编码器的仿真验证研究
    5.1 引言
    5.2 仿真平台的工作原理
    5.3 磁电编码器的仿真研究
        5.3.1 特征参数的求解
        5.3.2 绝对角度的计算
        5.3.3 原始误差的计算
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3150874