超小型矩阵编码器的研究.pdf

《超小型矩阵编码器的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、分类号：I逊uDC：&刿密级编号超小型矩阵编码器的研究THESTUDY0FSUPERMINIAllIItIZATIoNMATRIXENCoDER学位授予单位及代码：基叠堡兰盘芏!!Q!竖2学科专业名称及代峭：也撼血王工摆lQ垫2丝2研究方问：赳生亟筮控到皇拭丕申请学位级别：鲤土指导教师：登崮堡研究生：墼立塑论文起【l：时IⅥ：堑型U垒=垫业且2～长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《超小型矩阵编码器的研究》是本人在指导教师的指导下．独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外

2、，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：目堕弱生生年—三一月!蔓R长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。奉人授权长春理工大学可以将本学位论文的

3、全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和’汇编学位论文。作者签名：蝴导师链名缎始塑L年—￡月丛H咖7』年；_l二j．22H摘要光电编码器是一种角位移测量装霄，它利用光电转换原理，将光信号转换成相应的电脉冲或数字量，从而定量输出角度值，具有体积小．精度高，工作可靠等优点。由于我国载人航天事业的发展，对轻型编码器的需求量不断增加，编码器向高精度、超小体积和智能化方向发展。但是．受传统编码器码盘刻划工艺和编码方法的限制，编码器的超小体积和高分辨力是一对不可调和的矛盾，而现有的超小型编码器都

4、是通过在一定程度上降低编码器的精度来实现的。针对目前这种情况，提出了一种新型编码器——超小型绝对式矩阵编码器。本文首先对绝对式光电编码器的编码原理进行了分析，采用格雷码的编码机制，提出了一种新型的矩阵编码方式，即通过刻划两圈矩阵码道进行12位矩阵编码，实现了编码器体积的超小化．其体积约为030mmxl5mm；并提出了增加光电读数头，以提高光学信号利用率的方法，实现了从循环二进制码到自然二进制码的转换。其次．对超小型矩阵编码器的精码校】下方法、细分方法和辨向方法进行了分析，提出了可行性方案。并在仿真电路中得以验证。然后．对

5、基于FPGA的数字译码系统进行了设计，通过器件选型和外围扩展电路设计，构建起基于FPGA的信号处理系统。通过FPGA的内部模块设计，实现了数字译码、FIFO(FirstInputFirstOutpu!)和串口输出等功能。最后，对编码器的测量误差进行了分析，并进行了实验，实验表明编码器分辨率达到了22位，精度达到了08”．实验数据与理论分析计算相符．达到了设计要求。该编码器突破了传统格雷码道的局限性，实现了矩阵编码器的超小化和高精密度测量．满足了航空航天、军事和纳米技术等特种行业对超小型编码器的需求。关键词：矩阵编码器。矩

6、阵译码，超小型编码器，FPGA，细分，辨向Opticalencodcrisakindofdeviceusedtomeasuretheangulardisplacement；itconvertedtheopticalsignalintoelectricpulseordigitalquantitytoachievetheangleoutputquamificatinnally．Theencoderofferedsignificantadvantagesoversmallcubage，highprecisionandrelia

7、bleoperationDuetotherequirementoflight-dutycncoderinmannedspaceflight，thetrendrequiresthatencodersatisfieshi曲一precision，superminicubageandintelligentizingcharacteristicHowever,thesuperminicubageandhigh—prec证ionisapairofirreconcilableconflictundertraditionalreticl

8、ecraftworkandencodingmethod．Therefore，currentsuperminiaturizationencoderwasachievedbyreducingtheprecisionofencoder．Tosolvethisproblem，anew·styleabsolutematrixe