基于预测算法消除光电编码器抖动误差的研究.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术N0．12011年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2011文章编号：1001—2265(2011)Ol一0079—04基于预测算法消除光电编码器抖动误差的研究陈斯，邵旭光(电子科技大学机械电子工程学院，成都611731)摘要：以减少数控机床等实时性要求高的机电系统内光电编码器因抖动引起的计数误差为研究目标，采用一种基于灰色理论新息GM(1，1)动态预测模型的数列预测算法。以错误计数发生的原因为

2、基础阐述了该预测模型的建模过程和模型精度的检验方法。结合实例进行了仿真研究，并对普通GM(1，1)模型进行了改进。目前阶段的研究结果表明该方法能有效地消除光电编码器的抖动误差从而提高测量精度，并具有己知样本需求量小、计算简便、能动态地反映系统的时变性等优点，而且改进后的GM(1，1)模型具有更好的抗抖动效果。关键词：光电编码器；预测算法；灰色理论；抖动误差中图分类号：TP212．14文献标识码：AStudyonEliminatingJitterErrorinPhotoelectricEncoderBa

3、sedonForecastingAlgorithmCHENSi，SHAOXu—guang(SchoolofMechatronicsEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：Inordertoreducethecounterrorofphotoelectricencoderinhighly-demandedreal-timesystemsuchasCNC，which

4、iscausedbyjitter，sequenceforecastalgorithmmethodisusedbasedonGM(1，1)dy—namicpredictionmodelofgreysystemtheoryModelingprocessandprecisiontestingmethodhavebeenelaboratedafteranalysisthereasonofmiscounthappeningFinally，simulationresearchesandaimprovedGM(1，

5、1)modelareconductedResultsshowthatthismethodcaneliminatejittererrorandimprovethemeasurementprecisioneffectivelyThesizeofthemodelsampleismuchsmallerwithasimplycalculationmodel，thetime·changedcharacterofthesystemcanbereflecteddynamically．What’Smore，theimp

6、rovedGM(1，1)modelhasbetteranti-jitteringeffect．Keywords：photoelectricencode；forecastingalgorithm；greysystemtheory；jittererror方法进行光电编码器的抗抖动处理。改进计数电路0引言法可以有效地滤掉因抖动产生的干扰脉冲，具有较光电编码器是一种集光、机、电为一体的转速、高的精度，但需要增加硬件设备，在某些场合适用性位移传感器，具有精度高、响应快、性能稳定可靠等较差；数字滤波法也能够有效滤

7、除大部分噪音，但常优点，被广泛应用于数控机床、机器人等的伺服系统常需要增加延时补偿算法来消除滞后，占用了较多和控制系统中。在实际的应用环境中，由于存在各的CPU时间。种各样的干扰因素，如机械振动、电磁干扰、共模干本文提出了一种基于灰色理论新息GM(1，1)动扰等，均会造成光电编码器的计数误差。在数控态预测模型的数列预测算法，该方法能有效地消除机床中，床体往往会发生机械振动，在此激励下，光由于抖动引起的光电编码器的计数误差，并结合实电编码器的主码盘会产生轻微抖动，从而引起输出例进行了进一步的说明。波形的

8、畸变，最终引起计数错误，使机床的精度降l错误计数原因分析低。目前多采用改进计数电路和数字滤波等光电编码器主要由编码盘(尺)、平行光源、光敏收稿日期：2010—07—19作者简介：陈斯(1985一)，男，湖北人，电子科技大学硕士研究生，研究方向为机械设计及理论，(E—mail)rainman—chenl985@163．com。·80·组合机床与自动化加工技术第1期元件及信号处理电路等构成。编码盘上刻有三路编将会构成一个等时间间隔的数列L(t)，(￡=1，2