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《基于闭环跟踪法的正余弦编码器细分技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、文章编号：1003-6199(2011)04-0005-04?摘要：位置传感器精度直接影响到伺服系统的控制性能，正余弦编码器细分技术是目前获取高分辨率位置检测精度的主要手段。针对常规细分算法计算时间长的缺点，研究正余弦编码器解码的实现方法和闭环跟踪细分算法，给出细分算法实现框图和设计参数，缩短计算时间，大大提高了测速范围和细分精度。最后在ARM处理器上实现该算法，采样计算频率达500kHz,各个性能满足伺服位置传感器的性能要求，具有很具有极高的使用价值?■关键词：正余弦编码器;细分;闭环跟踪法？中图分类号：TP273文献标识码：A••Extracting
2、FinePositionfromSinusoidalEncoder?UsingTrackingLoopMethodWULi,LUOXin,SHENAn?wen,QINHai?tao?(HuazhongUniversityofScieneeandTechnology,DepantmentofControlScieneeandEngineering,Wuhan430074,China)Abstract/Theaccuracyofpositionsensordirectlyaffectstheservocontrolperformanee,currentlye
3、xtractingfinepositionfromsinusoidalencoderistheprimarymeanstoobtainhigh-accuracyposition・Forsuchdisadvantag巳thealgorithmofExtractingfinepositionistime?consuming,thisarticleresearchontheimplementationandthetrackingloopmethodforextractingfinepositionfromsinusoidalencoder,providingt
4、heblockdiagramofthealgorithmandthedesignparameterstoreducingthecomputationtime,itgreatlyimprovesthespeedrangeandtheaccuracyofposition.FinallythisalgorithmisimplementedontheARMprocessor,thesamplingfrequencyisupto500kHz,eachperformaneemeettherequirementsofservopositionsensor,withav
5、eryhighvalue.Keywords:sinusoidalencoder;extractingfineposition;trackingloopmethod1引言?伺服系统中位置传感器的精度极大影响伺服的响应带宽以及控制精度，因此选用高分辨率的编码器是提高伺服驱动性能的必然选择。目前国外主要通过细分正余弦编码器获得比单个光电脉冲更精细的分辨率，其位数可以达到18-25bit,如Tamagawa的TS5668、Heidenhain的ECN1325和Hengstler的S21等编码器［1,2,3］。？作为伺服电机的传感器，正余弦编码器及其细分技术需要满
6、足以下几点要求：产品尺寸小巧易于安装;测速范围宽;细分精度高;数据传输接口高速可靠等。而本文主要研究正余弦编码器的细分技术，以提高伺成两种方法［4］：正切直接计算法和闭环跟踪法。正切直接计算法［6］,算法简单，但是计算时间长，信号噪音大，使其细分的精度有限。闭环跟踪法［9］,通过反馈的角度误差，实时调整角度值，从而快速计算出位置。相比正切直接计算法，它的计算时间短,信号噪音小，细分精度高。？服系统的测速范围和位置检测精度。目前细分主要分本文首先阐述正余弦编码器原理，以及分析影响其细分性能的主要因素，然后设计基于闭环跟踪法的细分算法，最后通过ARM处理器验
7、证该算法的有效性,具有极高的使用价值。2正余弦编码器原理？正余弦编码器分光电式和磁编码式，输出的信号是相差90°的正余弦信号，通过对正余弦信号的细分可以获得更高的位置精度。以Heidenhain的ECN1387正余弦编码器［5］为例，其输岀的信号波形为：？输出的信号有5对差分信号，A和C是正弦波，B和D是余弦波，不同的是AB—圈有2048个脉冲，而CD一圈只有一个信号，用于在上电时刻标识初始位置。R为零点信号，标识一圈位置的?零点。??细分主要是对AB信号进行细分［6］,获取位置信息，其实现框图为：??■编码器输出的正余弦差分信号首先通过解差分，然后分成
8、两路，一路通过比较器获取增量式脉冲信号,由正交编码电路进行计数。另一路则通过运放
