基于cpld伺服系统的速度测量及抗干扰技术

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1、：ＴＰ２１２９密：分类号．级ＵＤＣ：单位代码：１０１４２ＩＳ£３ｆ夂霉硕士学位论文基于ＣＰＬＤ伺服系统的速度测量及抗干扰技术＿２０１４２０８学号：白永威作者：帆３１胃学科名称：２０１７年０５月３１日沈阳工业大学硕士学位论文基于ＣＰＬＤ伺服系统的速度测量及抗干扰技术ｎ－ＳｐｅｅｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｔａｎｄＡｎｔｉｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆｇｙＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＣＰＬＤ白永威

2、作者．电气工程学院：单位：夏加宽教授单位沈阳工业大学指导教师：：？：协助指导教师位？卑单位：论文答辩日期：２０１７年０５月２３日学位授予单位：沈阳工业大学独创性说明本人郑重声明:所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明

3、确的说明并表示了谢意。冫p7J‘1丿签名:日期:关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权沈阳工业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)签名:自瀛导师签名:彡廴纟日肌,r,7.-r.II以燹廴摘要现代高精度伺服控制系统的关键技术之一就是传

4、感器的反馈精度。速度测量的准确性直接影响了伺服系统的稳定性和控制精度。增量式光电编码器是目前伺服系统中使用最广泛的传感器，编码器的线数越多，价格越高。而且编码器信号中存在的干扰信号直接影响了速度测量的准确性。本文着重研究伺服系统速度测量及反馈信号的抗干扰方法，在低线数的增量编码器的基础上，达到与高精度编码器相同的测速精度，提高系统性能。首先，详细了解编码器的工作原理以及通用的测速方法，并研究国内外测速方法的现状。本文对高速、高精度、连续测量方案进行改进，加快测速结果的更新速率，解决低速时采集多个编码器脉

5、冲引起的速度更新慢的问题。详细介绍了改进的高速、高精度、连续测量方案原理及其在CPLD中的实现方法，并在QuartusII9.0软件中完成了编译、综合和仿真。通过仿真结果可知，该方法的测速结果精度高，更新速率快，并且实现方法简单可靠。其次，了解伺服系统速度反馈信号中的干扰来源以及国内外抗干扰方法的研究现状。详细分析各类干扰信号的特点，对所有的干扰信号进行归纳、总结与分类。本文针对无伪干扰脉冲的干扰信号、码盘缝隙边缘引起的边缘干扰信号以及反方向含伪干扰脉冲的干扰信号提出抗干扰方法，详细介绍了抗干扰原理以及

6、在CPLD中的实现方法，并完成编译、综合和仿真。通过仿真结果可知，该抗干扰方法可以很好的滤除速度反馈信号上包含的无伪干扰脉冲的干扰信号、码盘缝隙边缘引起的边缘干扰信号以及反方向含伪干扰脉冲的干扰信号，为速度测量提供可靠的反馈信号，实现方法简单可靠。最后，搭建实验平台进行验证。通过实验表明：在不同的编码器信号频率下，该抗干扰电路可以滤除编码器信号中包含的无伪干扰脉冲的干扰信号、码盘缝隙边缘引起的边缘干扰信号和反方向含伪干扰脉冲的干扰信号，且信号的延时基本为0，同时可以提高速度测量结果的精度；在测量2500

7、线的普通增量式光电编码器的转速时，可以在5-2000r/min的范围内达到高精度的编码器的测速精度，而且并不影响低速范围内的更新速度。综上所述，本文采用的测速方法及反馈信号的抗干扰方法可以在伺服系统中发挥一定的作用。关键词：CPLD，速度测量，抗干扰，增量式编码器，伪干扰脉冲IAbstractServedasoneofthemostcrucialtechnologiesinhigh-precisionservocontrolsystem,feedbackaccuracyofsensordominates

8、therealizationofhigh-precision.Thestabilityandcontrol-precisionofservosystemareinfluencedbyaccuracyofspeedmeasurementdirectly.Typically,thepriceofencoderincreaseswiththenumberoflines,whilethemostwidelyemployedsensorinservo