机器人资料-论文-008基于dsp的直线电机位置检测与控制技术

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1、机电一体化技!!!术基于N)G的直线电机位置检测与控制技术艾!武!程!立!杜志强!陈幼平!周祖德!华中科技大学"湖北武汉B(’’AB#97#9#17$-4-",-.G-53%-$04N#%1%-$-$L3$#02/-%2J05#+-$N)G)=8?"@"A9:B&";$!C&G&%+<"@"A9E(?6&<"!"#$!?41!=*0Y7-$":$3#253%,-.)13#$1#0$+9#17$-4-","f*70$B(’’AB"<73$0#!!摘要$作为直线电机伺服控制系统的一个环节"位置检测是直线电机伺服控制的

2、关键技术之一%在分析光栅信号检测及其输出信号的基础上"解决了使用N)G对光栅信号进行接收和处理的问题"提出了对其采样时的周期选择方法"同时"在GXN算法的基础上制定了电机的控制方案"用以实现直线电机的高响应&高精度控制%关键词"数字信号处理器#正交编码脉冲#直线电机#光栅尺中图分类号"9G&A(E@文献标识码"!文章编号">’’>&&@A$&’’B%’&’’&R’B),-’.%’"!504--D3$%7#5#2;-1-$%-45,5%#6-.%7#43$#026-%2!%7#D-53%-$04+#%1%-$35-$

3、#-.W#,%#17$-4-",5.-2D-53%-$045#2;-1-$%-4-.3%EI$%7#V0535-.%7#0$04,535-.%7#+#%1%-$-.%7#53"$045.-26%7#43$#02#$1-+#20$+%7#53"$0453%#4!%7#D0D#2.3$+505-4*%-$%-%7#2#1#3;3$"0$++35D-504-.%7#53"$045!0$+.3$+50C0,%-5#F4#1%0506D4$"D#23-+C7#$506D4$"%7#53"$045E!%%7#506#%36#!

4、%7#517#6#*5#+%-1-$%-4%7#6-%235+#%263$#+V05#+-$GXN023%76#%1!%2-*"7C7317%7#1-$%-4-.%7#6-%2C3%773"72#5D-$5#0$+73"7D2#1353-$10$V#2#04Y+E0123(.4-"N)G#k[G#4$#026-%2#3$#02#$F1-+#2’!引言近年来!随着精密制造和数控技术等先进制造技术的发展!高速(高效(高精成为当前数控设备的收稿日期"&’’(’A>B基金项目"国家&八六三’计划资助项目$&’’&!!B&(

5、>&’%-机械与电子.&’’B$&%发展方向!直线电机以其较高的动态响应能力成为人们研究的热点)>*+在高精度的直线电机位置控制中!位置检测是其关键技术之一!直接影响着控制系统的控制精度+光栅尺是直线电机位移检测的关键部件+因此!对光栅尺输出信号进行检测与处理是直线电机位置闭环控制的重要组成部分+数字信号处理器$+3"3%453"$04D2-1#55-2%9/)(&’L]&B’A是9X公司生产的专用于电机控制的一款微处理器芯片!它具有高速的运算能力和特别适合于电机控制的事件管理器模块$[Z%!事件管理器模块有一正

6、交编码脉冲$k[G%电路!可用于获取直线电机的位置信息!使得用N)G很容易实现对直线电机的位置控制+本课题要求直线电机的定位精度为&86!频率响应为大于&’=Y!行程范围在>’66以内+>!直线电机位置检测在直线电机的控制系统中!要实现对直线位移的精确控制!就必须通过高精度的检测装置对它进行检测!将检测结果转换成数字信号反馈给N)G!由N)G对这些数据进行处理+随着光栅的刻制技术(电子技术的发展!光栅莫尔条纹细分技术的不断改进!以及计算机处理技术的巨大进步!光栅技术得到了快速的发展+在直线电机的位置检测和控制中!利

7、用光栅尺进行高速(高精度的位置检测得到了广泛的应用+"E!位置检测>E>E>!直线光栅传感器的特点使用直线光栅传感器进行电机位置检测!它具有以下特点+%5光栅传感器输出的是数字信号!易于与N)G进行接口+,5可以进行高精度的位移测量+精密的光刻技术和电子细分技术!以及莫尔条纹所具有的对局部,&R,误差的消除作用!使得光栅传感器的测量精度仅次于激光测量!而且成本比其低得多"测量误差可控制在’E&1’EB86#6以内!精度为’E@1(86#6!分辨率可做到’E>86"/5可进行大量程$高分辨率测量!测量量程可达几十米"

8、45有较强的抗干扰能力"数字信号输出采用M)B&&99L"15信号处理电路简单$可靠"普通分辨率和精度的光栅传感器!一般都将信号处理电路和光栅部件组装在一起!体积小!输出接口电路有驱动器!适合长距离传输">E>E&!光栅检测及其输出信号课题采用的光栅尺是德国8[P!公司生产的8[P!LX[@&GL]NI型光栅尺!其测量精度为>86"光栅传感器是通过将固定光