新型角位置与角速度测量系统的研究与设计

发布时间：2020-11-02 07:42

　　 在电机控制领域,角位置与角速度的测量十分重要。目前在该领域使用广泛的用于获取角位置与角速度的传感器有无法适应恶劣环境、价格高等缺点。平面式电感角位置传感器是近年来新兴的一种传感器,具有结构简单、可适应恶劣环境、价格低等优点。目前国内外对该传感器及其解码的研究较少。本文介绍了所设计的基于平面式电感传感器的角位置与角速度测量系统。论文的主要内容,即作者的主要研究工作包括:第一,设计并自制了平面式电感角位置传感器的转子。本文在分析传感器电磁工作原理的基础上,介绍了自制的传感器转子。实验测试结果表明,自制的传感器转子可正常工作。第二,设计了基于平面式电感传感器的同步坐标系锁相环。该算法是同步坐标系锁相环经过改进后,在平面式电感传感器上的新应用。平面式电感角位置传感器的输出信号解码分成解调和解算两个步骤。解调所得的正弦、余弦信号含有相对较多的噪声。该算法能够抑制噪声,使得输出的角位置与角速度有较高的精度。第三,设计了基于平面式电感传感器的双同步坐标系锁相环。该算法是双同步坐标系锁相环在平面式电感传感器上的新应用。解调所得的正弦、余弦信号除了含有相对较多的噪声,而且信号失配,即幅值不相等,相位不是差九十度。该算法不仅能够抑制噪声,而且具有抗失配特性,能够从失配的正弦、余弦信号中解算出正确的角位置与角速度。第四,设计并制作了基于平面式电感传感器的角位置与角速度测量系统原理样机。原理样机测试结果验证了所设计的两种算法的有效性,也表明了原理样机能够较好的工作。第五,为了评估原理样机的性能,设计并制作了基于光电编码器的测量装置作为评估标准。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH824.3;TP212
【部分图文】：

南京航空航天大学硕士学位论文第一章 绪论与角速度测量的发展现状发达并将持续发展的今天，工程技术人员对高精度以及高可靠性位置与角速度测量装置是这些需求旺盛的测量装置中的一类。角中使用十分广泛，尤其是在电机控制领域[1]。高性能的伺服电机以及高可靠性的角位置与角速度测量[2]。图 1.1 为角位置与角速度

光电编码器的结构（1-转轴，2-光源，3-鉴向盘，4-零标志位光槽，6-主码盘，7-电源及信号线连接座）图 1.3 增量式光电编码器工作原理增量式光电编码器的主码盘随被测旋转物体一起转动。主码盘边缝，主码盘上的其余部分为不透光部分，这样，主码盘上沿着圆光区域。鉴向盘与主码盘平行，其上有 2 条彼此错开 1/4 节距的光区域和鉴向盘上的透光狭缝相对时，光线被遮挡住，光电变换

图 1.3 增量式光电编码器工作原理光电编码器的主码盘随被测旋转物体一起转动。主码码盘上的其余部分为不透光部分，这样，主码盘上沿。鉴向盘与主码盘平行，其上有 2 条彼此错开 1/4 节和鉴向盘上的透光狭缝相对时，光线被遮挡住，光电的透光区域和鉴向盘上的透光狭缝相对时，光线全部。鉴向盘上透光狭缝彼此错开的距离使得 A、B 两个。增量式光电编码器无法直接测得绝对角位置[9]。为了器的零标志位光槽。码盘每旋转一圈，零标志位光槽基准。图 1.4 所示是光电编码器输出的信号。其中 A、BA 相信号、角位置 B 相信号以及零标志位信号。从 A 信从 A 信号和 B 信号的相位关系可以知道旋转物体的旋
【参考文献】

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本文编号：2866763