基于相位拟合的绝对式光电精密测角方法
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TH741

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中央高校基本科研业务费项目(NJ2022025)资助


Absolute photoelectric precision angle measurement method based on phase fitting
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    摘要:

    单码道绝对式轴角编码器具有分辨力高、结构简单、可靠性强等优点。 为实现角度高精度快速识别和细分测量,提出一 种基于相位拟合的绝对式编码器角度细分方法。 该方法利用最长线性反馈移位寄存器序列(m 序列)进行单码道绝对式编码, 首先对 CCD 采样电平信号进行计数,判断码值组合后得到粗码译码数据;接着利用牛顿迭代法实现三角函数拟合从而获取相 位信息,并提出基于相位信息的角度细分算法获得细分角度;最后结合粗码数据与细分角度得到角度信息。 实验结果表明,提 出的新型测角方法测角标准偏差达到 4. 57″,最小分度误差仅为 0. 23″,该方法大大提高了分辨力和精度,并且从原理上避免了 码盘粗大误差对测角的影响。

    Abstract:

    The single-channel absolute shaft encoder has advantages of high resolution, simple structure and strong reliability. To achieve high-precision and rapid angle identification and subdivision, this article proposes a phase-fitting-based absolute encoder angle subdivision method, which uses m-sequences to perform single-channel absolute encoding. First, the CCD sampling level signal is counted, and the combination of code values is judged to obtain the coarse code decoding data. Then, the Newton iteration method is used to implement trigonometric function fitting to obtain phase information, and a phase-based angle subdivision algorithm is proposed to obtain the subdivision angle. Finally, the angle information is obtained by combining the coarse code data and the subdivision angle. Experimental results show that the angle measurement standard deviation of the new proposed angle measurement method reaches 4. 57″, and the minimum graduation error is only 0. 23″. This method greatly improves the resolution and accuracy, and avoids the influence of the coarse error of the code disc on the angle measurement in principle.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

张 寅,顾恩臣,闫钧华,谢 巍,邹弘扬.基于相位拟合的绝对式光电精密测角方法[J].仪器仪表学报,2023,44(2):15-23

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  • 在线发布日期: 2023-07-07
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