基于非均匀采样光电编码器细分误差的分析方法研究

发布时间：2021-10-22 07:17

　　随着工业产品、军用设备及航空航天等科技领域的飞速发展,适用于不同工作环境的光电编码器已成为研究热点,对编码器精度和分辨力提出了更高的要求。由于莫尔条纹信号细分误差是影响光电编码器精度的主要因素,因此开展对高精度光电编码器莫尔条纹信号的深入分析,进而探究其细分误差的来源,实现动态精度的实时监测,并根据精度检测结果进行在线信号修正,从而对提高编码器性能指标及检测精度,促进光电编码器在各个领域的更广泛应用具有积极意义。在参考国内外文献的基础上,首先从光电编码器莫尔条纹信号的采集原理出发,根据编码器的实际工作方式,建立了莫尔条纹信号方程。通过得到的方程分析莫尔条纹信号质量对细分误差的影响,利用傅里叶算法推导出信号各项参数计算公式,从而求解出编码器工作时的动态细分误差值,并以此提出对实际莫尔条纹信号修正方法。为提高编码器莫尔条纹光电信号测量精度,针对编码器实际工作时非匀速转动状态,无需限定固定的采样频率,提出了基于非均匀采样的莫尔条纹光电信号分析方法。根据光电编码器输出的变频信号,利用非均匀采样点通过曲线拟合最小二乘法对不同转速下的莫尔条纹信号进行重构,并分析重构误差。该方法克服了均匀采样分析方... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

詹姆斯韦伯太空望远镜中的图像编码器其码盘刻划图像是由基准信号、位标志、行标志等三种信号组成的代码，如

图像编码器的码道图案

(a) (b)图 1.3 (a)早期的线性编码方式； (b)应用在笛卡尔编码器中的二维编码方式目前，日本一些公司研制的光电编码器是采用多圈绝对式 M 码，综合 M 码

【参考文献】：
期刊论文
[1]莫尔条纹光电信号正交性偏差的实时补偿[J]. 高旭,万秋华,赵长海,孙莹,杨守旺.  光学精密工程. 2014(01)
[2]小型光电编码器的高分辨力细分技术[J]. 冯英翘,万秋华,孙莹,赵长海,杨守旺.  红外与激光工程. 2013(07)
[3]提高圆光栅测角系统精度的读数头设计[J]. 苏东风,续志军,贾继强,刘波,李大伟.  电子测量与仪器学报. 2013(07)
[4]高精度光电编码器动态细分误差测量系统[J]. 吴永芝,刘义生,万秋华,丁林辉.  吉林大学学报(工学版). 2012(S1)
[5]小型光电编码器细分误差补偿系统[J]. 孙莹,万秋华,王树洁.  电子测量与仪器学报. 2012(08)
[6]莫尔条纹动态细分误差的傅里叶分析评估方法[J]. 万秋华.  电子测量与仪器学报. 2012(06)
[7]提高光栅莫尔条纹信号质量的滤波方法[J]. 吴宏圣,曾琪峰,乔栋,郭帮辉.  光学精密工程. 2011(08)
[8]四读头法消除码盘偏心和振动对叠栅条纹相位测量的影响[J]. 朱帆,吴易明,刘长春.  光学学报. 2011(04)
[9]信号的频谱分析及MATLAB实现[J]. 张登奇,杨慧银.  湖南理工学院学报(自然科学版). 2010(03)
[10]编码器自动检测过程的虚拟仪器化设计[J]. 佟丽翠,李晨阳,赵柱,续志军.  仪表技术与传感器. 2010(02)

博士论文
[1]小型航天级光电编码器细分误差补偿方法研究[D]. 孙莹.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[2]遗传算法与粒子群算法的改进及应用[D]. 张顶学.华中科技大学 2007

硕士论文
[1]非均匀采样信号重构技术及应用研究[D]. 连剑.哈尔滨工业大学 2011
[2]光电编码器的信号误差补偿和故障诊断研究[D]. 闫晓军.哈尔滨工业大学 2011
[3]遗传算法在函数优化中的应用研究[D]. 金芬.苏州大学 2008
[4]基于非均匀采样的高速数据采集系统设计[D]. 石强.电子科技大学 2007
[5]基于遗传算法的连续函数优化技术研究[D]. 敖友云.上海师范大学 2006



本文编号：3450626