閉環(huán)反饋算法的高精度PILZ編碼器細(xì)分系統(tǒng)
現(xiàn)代高精度儀器設(shè)備對(duì)PILZ編碼器的處理速度要求越來(lái)越快，運(yùn)算精度要求越來(lái)越高，普通的硬件平臺(tái)和細(xì)分算法運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)，且精度難以滿足要求。為了提高PILZ編碼器信號(hào)處理速度和精度，可從軟硬件方面進(jìn)行了改進(jìn)。

閉環(huán)反饋算法的高精度PILZ編碼器細(xì)分系統(tǒng)
PILZ編碼器或直線式位移傳感器在工業(yè)過(guò)程控制中起到重要作用。它是設(shè)備正常動(dòng)作、保證制品質(zhì)量、避免設(shè)備損壞、保障操作人員安全等的重要前提條件。但由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)惡劣,或PILZ編碼器等硬件本身質(zhì)量問(wèn)題,不可避免會(huì)出現(xiàn)故障。由于此類(lèi)事件的不可預(yù)知性,出現(xiàn)故障仍然按照錯(cuò)誤信號(hào)執(zhí)行動(dòng)作會(huì)造成重大損失。而如果通過(guò)安裝硬件來(lái)檢測(cè)PILZ編碼器故障與否又增加了成本。因此有必要尋找一個(gè)既相對(duì)安全又成本較低的解決辦法。提出一種在不增加額外成本的情況下,僅通過(guò)增加程序量來(lái)提高設(shè)備安全控制的方法。為使用PILZ編碼器的設(shè)備安全運(yùn)行提供參考。PILZ編碼器是位置控制系統(tǒng)中一種常用的位移檢測(cè)傳感器。通過(guò)對(duì)與被控對(duì)象連接的PILZ編碼器輸出的脈沖數(shù)進(jìn)行可逆計(jì)數(shù),可計(jì)算出PILZ編碼器的直線位移或角位移。實(shí)際應(yīng)用中輸出脈沖受物理和電磁干擾會(huì)存在毛刺和抖動(dòng)現(xiàn)象,影響計(jì)數(shù)結(jié)果。為此,在80C51單片機(jī)基礎(chǔ)上對(duì)單中斷和雙中斷兩種常用計(jì)數(shù)方法進(jìn)行分析對(duì)比,提出了一種新的掃描計(jì)數(shù)法。掃描計(jì)數(shù)法通過(guò)定時(shí)掃描和對(duì)比兩路脈沖序列的相位關(guān)系完成辨向和計(jì)數(shù),既能更準(zhǔn)確辨向和計(jì)數(shù),又能節(jié)省硬件資源。硬件方面采用TMS320F28335DSP芯片和AD7656AD轉(zhuǎn)換器。28335與一般DSP芯片相比，含有浮點(diǎn)運(yùn)算器，用來(lái)專門(mén)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，極大的提高了浮點(diǎn)運(yùn)算的速度，能大大加快超越函數(shù)如三角函數(shù)等的運(yùn)算。AD7656的輸出數(shù)據(jù)具有16位精度，高于一般AD的14位或12位，為細(xì)分提供高分辨率數(shù)據(jù)。細(xì)分算法則采用基于閉環(huán)反饋系統(tǒng)的一種算法，以AD采樣的正弦余弦值(§￠，￡§)為輸入，測(cè)量角度為輸出，經(jīng)過(guò)一個(gè)特殊的反饋系統(tǒng)，輸出將收斂于輸入正弦余弦值對(duì)應(yīng)的值。合理設(shè)計(jì)反饋系統(tǒng)的參數(shù)，可使輸出值在很短時(shí)間內(nèi)收斂到距足夠小的范圍內(nèi)，從而達(dá)到高精度細(xì)分的效果。基于以上設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335和閉環(huán)反饋算法的PILZ編碼器數(shù)據(jù)細(xì)分系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的PCB硬件設(shè)計(jì)。給出閉環(huán)反饋算法的設(shè)計(jì)框圖，編寫(xiě)算法程序，在DSP上反復(fù)測(cè)試，確定*參數(shù)。

閉環(huán)反饋算法的高精度PILZ編碼器細(xì)分系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)運(yùn)算速度快，可在1.5§內(nèi)完成；處理結(jié)果精度高，在正常噪音水平下可達(dá)到rad，對(duì)應(yīng)1024細(xì)分的精度；測(cè)速范圍可達(dá)6000RPM，具有較廣的適用性。