畢業(yè)論文-正余弦編碼器的解碼電路設(shè)計(jì)

HUNANUNIVERSITY畢業(yè)論文論文題目正余弦編碼器的解碼電路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)院名稱(chēng)指導(dǎo)老師學(xué)院院長(zhǎng)2015年 05月25日湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第I象限，按照式(4.4)計(jì)算得到的角度在A相過(guò)零點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生一個(gè)跳躍性的誤差，如圖4.18所示：圖4.18滯環(huán)比較產(chǎn)生的延時(shí)因此，為了解決這個(gè)延時(shí)造成的誤差，在程序設(shè)計(jì)部分加入一個(gè)滯環(huán)補(bǔ)償程序，其補(bǔ)償程序流程圖如圖4.19所示：圖4.19補(bǔ)償程序流程圖4.5.4轉(zhuǎn)子位置角計(jì)算程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子位置角計(jì)算程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4.20所示，ADC模塊對(duì)正余弦編碼器AB信號(hào)采樣后需要減去偏移量，根據(jù)式(4.3)計(jì)算出角，增量脈沖數(shù)經(jīng)過(guò)滯環(huán)補(bǔ)償程序后得到真實(shí)的增量脈沖數(shù)，再根據(jù)式(4.4)即可計(jì)算得到高解析度的轉(zhuǎn)子位置。圖4.20轉(zhuǎn)子位置角程序設(shè)計(jì)流程圖4.6本章小結(jié)本章主要介紹了課題研究的正余弦編碼器的解碼方案：通過(guò)軟硬件結(jié)合基于方波四倍頻利用AB信號(hào)進(jìn)行細(xì)分從而獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置角。硬件部分介紹了解碼電路所用到的電壓跟隨電路、差分放大電路和電壓比較器的工作原理，然后通過(guò)Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真并展示相應(yīng)的仿真結(jié)果。軟件部分給出了解碼系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì)框圖，其中包括零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)、QEP模塊程序設(shè)計(jì)、A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)、滯環(huán)補(bǔ)償程序設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)子位置角計(jì)算程序設(shè)計(jì)。

5全文總結(jié)正余弦編碼器和其他類(lèi)型的光電編碼器相比，其最大的優(yōu)勢(shì)是，能夠通過(guò)相應(yīng)的細(xì)分算法對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行高倍細(xì)分，從而獲得比其他光電編碼器更高的分辨率。由于正余弦編碼器有著這樣的的優(yōu)勢(shì)，其被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、印刷機(jī)、無(wú)齒輪傳動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等場(chǎng)合。研究正余弦編碼器解碼系統(tǒng)的關(guān)鍵在于如何對(duì)正余弦信號(hào)進(jìn)行細(xì)分，作者通過(guò)翻閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)總結(jié)出了目前主要用到的幾種莫爾條紋細(xì)分算法。在此基礎(chǔ)上提出了一種簡(jiǎn)單的基于方波四倍頻結(jié)合正余弦信號(hào)細(xì)分的細(xì)分算法，然后通過(guò)設(shè)計(jì)解碼電路和軟件從而獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角。然而，由于作者條件有限，沒(méi)有辦法進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)際電路測(cè)試，只能通過(guò)Multisim軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿真。也由于沒(méi)有實(shí)際的波形作為參考，因而無(wú)法預(yù)測(cè)實(shí)際編碼器輸出信號(hào)的噪聲，也就沒(méi)法設(shè)計(jì)相應(yīng)的濾波算法。另外，雖然目前已經(jīng)有了很好的細(xì)分算法，但是隨著細(xì)分倍數(shù)的增長(zhǎng)，細(xì)分算法會(huì)變得更加復(fù)雜，由于作者水平有限，對(duì)其他細(xì)分算法了解得還不夠透徹，只能根據(jù)自己查閱資料所獲得的體會(huì)設(shè)計(jì)出所上文所述的相對(duì)比較簡(jiǎn)單的細(xì)分算法。軟件設(shè)計(jì)部分，作者對(duì)DSP了解得還不夠深入，也沒(méi)有條件進(jìn)行實(shí)際的軟件測(cè)試，可能在某些方便處理得還不夠完善。在此，為以上缺點(diǎn)表示抱歉。

致謝四年的大學(xué)生涯即將結(jié)束，在離開(kāi)大學(xué)之際，謹(jǐn)向湖南大學(xué)各位老師表示誠(chéng)摯的謝意！感謝各位老師在我的大學(xué)生活中給予的指導(dǎo)和幫助，老師們言傳身教的教學(xué)作風(fēng)使我受益匪淺。在此，我還要感謝黃科元老師，他作為我們的電機(jī)專(zhuān)業(yè)課老師，教會(huì)了我們很多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，課堂上風(fēng)趣幽默的教學(xué)風(fēng)格令我印象深刻，激發(fā)了我對(duì)學(xué)習(xí)的熱情。在大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期，我還有幸得到了他的熱情幫助和悉心指導(dǎo)。在他的引導(dǎo)下，我才能順利完成這項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，為此，再次對(duì)黃科元老師表示感謝。大學(xué)生活里，我在一個(gè)學(xué)習(xí)氛圍非常好的班級(jí)學(xué)習(xí)生活，也得到了班上許多同學(xué)的幫助。為此，我要感謝電自1106班的每一位同學(xué)。我還要感謝727寢室的兄弟們，是他們?cè)谖易钚枰獛椭臅r(shí)候給予了我無(wú)私的關(guān)懷，是他們陪我度過(guò)了大學(xué)四年生活的每一天。即將離開(kāi)大學(xué)，雖然有點(diǎn)不舍，但是天下沒(méi)有不散的筵席，但愿我們的友