1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
光电编码器作为速度反馈器件, 在工业、航空航天、**等领域应用广泛。其速度检测的准确度和响应时间直接影响了整个控制系统的性能。为此, 研究了一种编码器测速信号小波变换算法, 该算法能够减弱噪声和干扰的对测速精度影响。将该算法应用于某航天编码器中, 改善了其控制系统的动态响应和稳态精度。具有算法简单、占用资源少、耗时短、算法通用等特点, 并且可以推广到其他编码器研制中。同时, 还设计了一中光电编码器速度检测系统, 能够实现对光电编码器测速精度的检测。实验表明: 该算法应用到编码器中, 将测速误差从6.956 (")/ms降低到0.370 7 (")/ms。
小波变换 测速 编码器 检测 wavelet transform velocity measurement encoder detection 红外与激光工程
2017, 46(5): 0517005
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春130033
2 中国科学院大学, 北京100049
随着科学技术的发展, 各个研究单位对编码器的精度要求越来越高, 因此, 在编码器研制生产过程中, 需要对其误差进行检测, 虽然现有检测装置能够完成编码器的误差检测, 但都存在着不足之处。文章在参考大量文献的基础上, 首先介绍了光电编码器的原理,其次介绍了国内外编码器检测装置的结构及原理, 并分析其优缺点, 最后对其发展方向进行了展望。
光电编码器 误差 检测装置 photoelectric encoder error measurement devices
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了提高光电编码器速度检测精度，设计了一种基于叠栅条纹光电信号的编码器测速方法。结合全微分方程，建立叠栅条纹光电信号测速模型。分析了影响编码器测速精度的主要因素，并对比不同误差对测速精度的影响。结合测速模型设计改进算法，并完成系统实现。实验结果表明：对某21位光电编码器进行测速实验，将测速误差均方根由0.0367 rad/s降低到0.0216 rad/s。此方法测量速度快，测速精度高，适合实时性要求较高的控制场合。
测量 光电轴角编码器 光电叠栅条纹 高精度测速 中国激光
2015, 42(11): 1108003
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
为了提高光电轴角编码器的精度，提出了一种实时补偿莫尔条纹光电信号正交性偏差的方法。利用希尔伯特变换原理，构造了同频光电信号正交性偏差的动态测量算法。根据莫尔条纹光电信号的数学模型，揭示了由正交性偏差引起的细分误差的空间分布特征并建立角度补偿模型。鉴于编码器的实际工作特点，采用同步处理方式，在补偿光电信号的同时动态更新了角度代码补偿查找表; 通过细分查找表的切换，实现信号正交性偏差的实时补偿。采用该方法对存在约18°正交性偏差的23位光电编码器进行了补偿处理，结果显示: 补偿后的编码器的细分误差峰值由4.79"降低到1.26"。该方法可实际应用于编码器系统，能够提高编码器的细分精度、环境适应性和可靠性。
光电轴角编码器 莫尔条纹 正交性偏差 希尔伯特变换 实时补偿 photoelectric rotary encoder Moire fringe orthogonality deviation Hilbert transform real-time compensation
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
光电编码器作为一种具有代表性的测角元件,为保证其在恶劣工作环境下的测角精度,介绍了光电编码器信号处理的关键技术;从衡量莫尔条纹光电信号质量的指标出发,指出补偿光电信号对提高编码器测角精度的重要性;从光、电两方面,阐述了国内外光电编码器信号自适应补偿技术的研究现状;并对典型补偿处理技术进行分析,揭示了工程编码器对信号补偿处理技术实时性的需求;最后,针对国内外对光电编码器的研究进展,简要说明了光电编码器未来的发展趋势。
光电编码器 补偿技术 实时 photoelectric encoder compensation technology real-time
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
光电轴角编码器是一种先进的数字测角传感器，利用光电轴角编码器进行测速具有高精度、高分辨率、高可靠性等优点，可以满足现代精密伺服系统的需求。首先介绍了光电编码器的原理及其应用；然后通过对国内外各种测速方法的介绍和比较，分析各种方法的优缺点和适用范围；最后针对光电轴角编码器测速方法某些关键技术，也对其未来的发展趋势进行了扼要阐述。
测量 速度 光电轴角编码器 激光与光电子学进展
2013, 50(11): 110004
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为提高小型光电编码器精度，研究了一种精码莫尔条纹光电信号细分误差修正方法。建立单路信号波形参数方程，对采样信号进行傅里叶变换求出波形参数，利用多倍角公式将信号波形中的高次谐波分量变换为高阶分量，通过牛顿迭代法将莫尔条纹光电信号修正至标准正余弦信号；建立正弦、余弦两路信号的相位误差修正模型，利用最小二乘拟合法求解出相位误差修正参数，实现对莫尔条纹光电信号正交性误差的修正。采用该方法对某16位小型光电编码器细分误差进行修正处理，经测试细分误差峰峰值由修正前的162.5″减小到修正后的47.5″。实验结果表明，研究的误差修正方法可以有效地减小细分误差，提高精度，对于研制小型化、高精度光电编码器具有重要意义。
信号处理 光电编码器 精度 修正 莫尔条纹 细分误差
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
3 中国石油集团 长城钻探工程有限公司 录井公司,辽宁 盘锦 124010
传统像面扫描系统通常由旋转电机驱动,转动变平动,存在中间传动环节,引入摩擦、间隙、机械形变等问题,破坏系统高速运行时的稳定性。文章设计了由音圈电机驱动的像面扫描系统,具有无滞后、高响应、高加速度、高速度、控制方便等优点,实现了高精度往复运动,获得了高质量图像。在调试像面扫描控制器参数的过程中,开发了基于Labview和GEL语言的图形化调试界面,缩短了开发周期,可以推广到其他电机控制调试系统中。
音圈电机 像面扫描 控制 高频扫描 Labview Labview GEL GEL VCM image scanning control high-frequency scanning
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京100039
3 空军航空大学,吉林 长春130022
提出采用CMOS数字摄像头采集并提取黑色胶条位置来控制冷却转鼓速度的方法。系统以FPGA作为核心控制器,采用两片SRAM进行乒乓操作,FPGA根据CMOS摄像头输出的同步信号,将采集到的图像信息存储到一片SRAM中,同时读取另一片SRAM中的图像数据并进行图像处理,黑色胶条位置检测采用简单的灰度阈值二值化方法。给出了部分采集图像及仿真结果。采集图像显示,CMOS摄像头成像质量满足工程要求。仿真结果表明,系统实现了SRAM的乒乓操作,并完成了黑色胶条位置检测。系统与冷却鼓连接,实际运行可靠。
CMOS数字摄像头 位置检测 现场可编程逻辑器件 CMOS digital camera position detection FPGA OV6620 OV6620
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京100039
依据某型号航空相机内部系统通讯协议,对航空相机调焦单元仿真系统在通信工程中的实时显示方法进行了研究。提出了一种利用计算机仿真技术,以计算机算法控制为核心,以通信控制电路为基础的实时显示的方法。阐述了航空相机调焦单元的工作原理,设计了仿真系统的硬件实现电路,给出了仿真系统的软件设计流程。工程实践表明,该仿真系统可以同时对4台相机调焦系统进行控制,具有操作简便、信息量大、数据读取直观等特点。
航空相机 调焦系统 仿真控制 编码器 aerial camera focusing system simulation control encoder
