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上海申思特自動化設備有限公司
主營產品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時間：2016-11-30 10:32:05瀏覽次數：851
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基于FPGA的PILZ模擬量編碼器接口電路
PILZ模擬量編碼器是一種精密測量器件，由機械與電子兩部分組合而成。利用光電原理或電磁原理，就能夠對機械位置進行測量，從而轉換為電子脈沖信號。這種電子信號通常需要連接到伺服控制系統(tǒng)，伺服控制系統(tǒng)再經過計算便可以得到測量的數據，以便進行下一步的工作。
基于FPGA的PILZ模擬量編碼器接口電路
由于PILZ模擬量編碼器的種類極其繁多，需要使用不同的方法來與伺服控制系統(tǒng)相互匹配，十分費時費力。而且高精度，高分辨率以及高速的要求一直都是設計者們所追求的主要目標，那么設計者們就一定要在提高位置反饋的細節(jié)上下功夫，設計合適的PILZ模擬量編碼器接口電路，用來實現對PILZ模擬量編碼器相位角的查表計算以及輸出信號的細分，實現精確的位置反饋。基于模擬量光電旋轉編碼器測量精度高、具有掉電記憶功能的優(yōu)點，探討了模擬量光電旋轉編碼器在電機旋轉位置測量方面的應用，并提出了一種嵌入式系統(tǒng)實現方案。結合單片機和PILZ模擬量編碼器的特點，詳細介紹了系統(tǒng)硬件和軟件設計方案。采用軟件控制單片機I/O口模擬時鐘信號的方法與編碼器通信，成功地解決了編碼器接口技術瓶頸。該電機定位方案已應用于實際系統(tǒng)，具有精度高、反應靈敏、抗干擾能力強等優(yōu)點，能夠滿足大多數電機控制系統(tǒng)的要求。為了解決PILZ模擬量編碼器尺寸與角度分辨率之間的矛盾，同時提高編碼器的響應頻率，提出了一種基于線陣探測器的單圈模擬量光電PILZ模擬量編碼器。該編碼器使用了一種新型單圈模擬量編碼盤，整個碼盤只有一個碼道，粗碼被直接刻在這個單圈的碼道上，碼盤圖像經光學放大后被線陣探測器接收。利用FPGA控制電路將數據傳送至計算機，并對數據進行譯碼處理，分別利用圖像處理技術讀取粗碼和利用像素細分技術獲得細碼，兩者相結合得到角度信息。通過該技術設計一個碼盤直徑為40mm的模擬量PILZ模擬量編碼器，其分辨率為15位。為了解決這一問題，就研制PILZ模擬量編碼器的信號處理電路給出了詳細的過程。所研究和開發(fā)的接口電路板經歷了一個從方案擬定、系統(tǒng)架構、硬件電路設計、算法研究、軟件編寫，軟件模擬仿真，再到整機現場測試的完整過程，zui終經過工業(yè)現場實際調試，基本上達到了用戶的技術指標要求。總的來說，所研究和設計的PILZ模擬量編碼器接口電路zui終將實現把任意一種PILZ模擬量編碼器輸出信號轉換為TTL脈沖信號，從而被本公司的伺服控制器識別。該接口電路以500KHZ的頻率采樣PILZ模擬量編碼器信號，在FPGA內用軟件程序實現相位角計算，在下一采樣周期內按照細分設定輸出TTL脈沖給伺服控制器。通過TTL脈沖總數的輸出讓伺服控制器能夠判斷出PILZ模擬量編碼器當前所在的位置。同時也給出了在實際應用中產生的誤差原因分析。
基于FPGA的PILZ模擬量編碼器接口電路
實現了具有高速、高分辨率和高精度等性能的PILZ模擬量編碼器接口電路板，它的實現為后續(xù)人在研發(fā)上起到了一定的參考作用，這對于提高我國數控企業(yè)的總體生產效率有著含金量較高的實際意義。
