封闭式绝对光栅尺及其动态误码研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）＂‘．＞ｔ．３封闭式绝对光栅尺及其动态误码研究韦青海二０—五年六月分类号：学校代号：１１８４５ＵＤＣ：密级：学号：２１１１２０１０２０广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）封闭式绝对光栅尺及其动态误码研究韦青海、指导教师姓名职称：刘强教授／杜雪教授、副导师姓名职称：王哈副教授学科：机械工程（专业）或领域名称学生所属学院：机电工程学院论文答辩日期：２０１５年６月２日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎ

2、ｇｄｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇｙｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｎｅｅｎｉｅ）ｇｉｒｉｇＳｃｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｙｎａｍｉｃＢｉｔＥｒｒｏｒｓｏｆＳｅａｌｅｄＡｂｓｏｌｕｔｅＬｉｎｅａｒＥｎｃｏｄｅｒＭａｓｔｅｒＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＷｅｉＱｉｎｇｈａｉＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉｕＱｉａｎｇＰｒｏｆ．ＷａｎＨａｎｇＰｒｏｆ．ＤｕＸｕｅＪｕｎｅ２０１５Ｓｃｈｏｏ－ＩｏｆＥｌｅｃｔｒｏ

3、ｈａｎｎｅｅｉｍｅｃｉｃａＩＥｎｇｉｒｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ５１０００６ｇ，ｇｇ，，摘要摘要。随着科学技术的快速发展，制造技术趋向于精密化光栅尺是普通机床和数控机床的必备装置，尤其是精密机床，其测量精度决定机床的加工精度。光栅尺广泛运用于医学、军事、制造等领域。传统光栅尺运用光学技术将被测距离放大，利用差分电路转换为脉冲信号，最终输出位置信息。随着图像识别技术及数据处理技术一的发展，将图像识别

4、技术运用于光栅尺，尤其是绝对式光栅尺，是项新兴的高科技技术，具有很大的发展前景。绝对光栅尺具有断电无需复位归零、无累计误差、高精度优点，将尺上的，。本文研究的绝对式光栅尺利用光学放大原理绝对编码放大由ＦＰＧＡ控制高顿频ＣＭＯＳ摄像头拍摄经光学放大后的绝对编码图像信息，再经过ＤＳＰ解析绝对码信息，最终转化为绝对位置信息。本文以自主研发的绝对光栅尺为研宄对象，以有效促进国内测量技术及光栅尺一，主要有下研究产业发展、提高绝对光栅尺综合性能为目的：首先，研宄绝对光栅尺的基本工作原理，建立开放式绝对光栅尺初始实验平台，初步研究绝

5、对光栅尺的误码原理，验证绝对光栅尺的工作原理可行性。其次，使用ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ构建封闭式绝对光栅尺的结构模型，用非线性有限元软件Ａｂａｑｕｓ对其进行动态仿真分析及优化设计，最终获取最优结构封闭式绝对光栅尺。其三，，利用高冗余技术考虑单纯绝对光栅尺测量速度的局限性，结合绝对光栅尺和增量光栅尺的各自优点，设计高冗余绝对光栅尺，实现高速、高精度绝对位置测量。最后，在光学隔振台上建立实验，以超精密气浮直线电机ＡｅｒｏｔｅｃｈＡＢＬ１５００为．），使用对象，分析单纯封闭式绝对光栅尺误码特征，获取最佳工作速度（不产生误码

6、确定高冗余绝对光栅尺的切换速度，；验证高冗余绝对光栅尺的可行性测试其测量能力极限。关键字：封闭式；绝对光栅尺；动态误码；结构优化；冗余Ｉ广东工业大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｒａｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｉｔｍａｋｅｓｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｐｐｇｙ，ｇｔｔｔｏｍｔｒ－ｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｎｄｉｎｇｏｏｒｓ．Ｌｉｎｅａｅｎｃｏｄｅｒｉｓｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｄｅｖｉｃｅｏｆｅｎｅｒａｌｐｕｒｐｏｓｅｇ－ｍａｃｈｎｅ

7、ｔｏｏｌｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔｏｏｌｗｈｉｄｉａｌｅｄｍａｃｈｅｓｅｃｉａｌｃｈｔｈｅｒｅｕｒｅｏｆｙｉｌｉ，ｐｙｑｈＴｉｇｈｒｅｃｉｓｉｏｎ．ｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｌｉｎｅａｒｅｎｃｏｄｅｒｉｓｏｎｅｆａｃｔｏｒｔｏｉｎｓｕｒｅｔｈｅｐａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｈｉｇｈｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ．Ｎｏｗａｄａｙ，ｌｉｎｅａｒｅｎｃｏｄｅｒｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓ，ｆｏｒｅｘａｎｐｌｅ，ｍｅｄｉ

8、ｃａｌｓｃｉｅｎｃｅ，ｍｉｌｉｔａｒｙ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｓｏｏｎ