莫尔信号正弦性误差补偿中的波形建模方法研究

发布时间：2021-11-10 22:51

　　针对光栅莫尔信号正弦性误差补偿过程中波形方程建立准确性影响误差补偿效果的问题,提出了一种根据实际细分倍数要求进行波形建模的方法。在基于粒子群算法（PSO）的光栅莫尔信号正弦性误差补偿原理的基础上,说明信号波形方程建立的重要性;针对波形方程建立时谐波选取问题,量化直流漂移及各次谐波含量带来的角度误差情况,为波形方程建立提供参考;利用仿真实验验证了模型建立的有效性,并在FPGA平台上实现PSO算法对信号波形参数的求解,对比波形方程在不同维数的情况下对资源占用的影响;最终搭建光栅系统平台对本文所提方法有效性进行验证,结果表明该补偿方法能够有效减小信号中的正弦性误差成分,细分误差由0.74″降低到0.30″。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

u1(θ), u2(θ) 和 u(θ)间的关系

基于PSO算法的光栅莫尔信号正弦性误差补偿方法流程如图2所示。光栅莫尔信号正弦性误差补偿过程中,首先对信号进行频谱分析,根据频谱分析结果建立波形方程;继而应用PSO拟合算法对信号波形方程中未知参数进行求解;最终根据参数求解结果建立误差查找表并实现误差补偿。首先根据信号频谱分析结果构建信号波形方程,如式(4)所示。

根据式(3)及(9)绘制二者正切函数曲线,如图3所示。由图3可知,对于函数u′(θ)中任意一点(如b点),根据其正切值(b点对应y轴示数)计算得到的角度值为θm,而该点对应理论角度值为θ,由此即可得到θm与θ间的误差值Δθ为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PID控制理论的改进粒子群优化算法[J]. 杨晓,王国柱.  控制工程. 2019(08)
[2]ADC参数对光栅莫尔信号细分影响研究[J]. 朱维斌,邢前进,叶树亮.  传感技术学报. 2018(01)
[3]高精度光电编码器信号补偿技术的研究进展[J]. 沈思博,万秋华,杜颖财,赵长海,孙莹.  电子技术应用. 2017(10)
[4]混合神经网络在变压器故障诊断中的应用[J]. 夏飞,罗志疆,张浩,彭道刚,张茜,唐依雯.  电子测量与仪器学报. 2017(01)
[5]光栅莫尔信号正交误差实时补偿研究[J]. 叶树亮,张潜,朱维斌.  仪器仪表学报. 2017(01)
[6]基于遗传算法的光栅信号辨识与偏差补偿研究[J]. 杨华晖,冯伟利,刘福.  激光与光电子学进展. 2016(12)
[7]空间精密位移信号软细分方法研究[J]. 刘小康,陈自然,王先全,郑方燕.  仪器仪表学报. 2016(03)
[8]光栅条纹光电信号正弦性偏差的自动补偿[J]. 高旭,万秋华,卢新然,孙莹.  光学学报. 2013(07)
[9]小型光电编码器细分误差校正方法[J]. 冯英翘,万秋华.  仪器仪表学报. 2013(06)
[10]光电轴角编码器细分信号误差及精度分析[J]. 王显军.  光学精密工程. 2012(02)



本文编号：3488096