一、一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用（论文文献综述）
王淑娴[1]（2019）在《基于时栅传感技术的伺服电机嵌入式位置检测新方法研究》文中进行了进一步梳理21世纪以来,我国工业自动化进入全新阶段,交流伺服控制系统已成为机械自动控制的主流系统,朝着集成化、智能化的方向快速发展。然而,伺服电机作为控制系统的执行部件,却始终无法与关键位置检测技术融为一体,少有集成位置检测功能的伺服电机被研究。因此,如何在不破坏电机本体结构的同时又可以嵌入电机内部实现全速度范围的位置检测,是解决伺服电机位置检测问题的研究方向。作者所在课题组研制的嵌入式时栅传感器,利用时栅传感器的结构灵活性以及只需机械等分即可实现计量等分的特点,将机电系统中的传动部件（齿轮、蜗轮）和运动部件（轴承）作为传感器的一部分,打破传统同轴安装独立位移传感器的模式,解决了大型中空等极端特殊条件下的位置检测问题。在此背景下,延续前期的研究基础,开展以伺服电机为代表的机械驱动部件嵌入式位置检测研究。将位置传感器与伺服电机本体集成融合,进一步紧缩电机结构、降低检测成本。本文主要的研究内容及创新点如下:（1）针对位置传感器与电机主体分离的传统检测方式,在嵌入式时栅位置检测思想和伺服电机等分线槽、等分永磁体结构的基础上,提出线圈绕组和磁敏元件式嵌入时栅传感方法,将检测技术和电机本体结构集成一体。为了构建时栅运动坐标系,完整的提出两路、三路及多路驻波信号合成时栅电行波的方式。在推导过程中,提出“时间补偿空间”的信号模型用于补偿传感单元空间位置不理想问题,且分析出空间磁场的建模与解耦、位置传感单元的设计是嵌入式位置检测的关键技术。（2）针对电机内部复杂的磁场环境,提出从端面和轴向解耦三维空间磁场并建立模型。基于分层区域法建立解析模型求解出定、转子单独以及共同作用时的不同区域端面磁场;基于毕奥萨伐尔定律和永磁体简化模型解析求解轴向空间磁场;有限元数值分析结合实验测试均证实,在远离转子且正对气隙的端面磁场满足测试需求。（3）针对不同的转子和磁敏元件结构类型,分别设计单组和多组位置传感单元。为解决空间位置信息中谐波干扰成分随转速变化的问题,提出反相谐波式和同相谐波式的传感阵列优化设计,避免了复杂的滤波技术;为解决电机本体磁极对数有限的问题,在时栅位置解算模型的基础上提出不同频次空间倍频的传感阵列优化设计,从传感源头优化位置传感信号,提高位置检测性能。（4）研制带位置检测功能的伺服电机样机,并设计实验系统采集测试数据。基于传感机理,溯源分析主频次误差并建立数学模型,提出从信号补偿和数据处理两方面修正误差,进一步提高检测精度。在此基础上展开性能测试,实验结果表明,嵌入式时栅位置检测的稳定性达9.2”,重复性误差为11.4",在200r/min的速度范围内,检测精度高于±10’。（5）将基于磁敏元件的嵌入式时栅位置检测新方法扩展到永磁直线电机的位置检测、主动式角位移传感器以及被动式角位移传感器的研究,并分别从方案设计、建模仿真及实验测试展开讨论。综上所述,嵌入式时栅位置检测方法便于与被测系统集成,使被测部件既是装置又作为传感器的一部分,将同轴安装传感器所附加的随机性问题转化为传感器部件间易于控制和消除的系统误差。本文将嵌入式时栅位置检测新方法用于伺服电机,为空间狭小场合位置信息的检测提供了可能,打开了集成一体化检测的新思路。时栅检测技术的融入为高精度、高分辨率提供了保障,同时,该方法又开拓出时栅传感器多样化发展的新方向。在伺服系统测控智能化、集成化、一体化的发展趋势下,具有宽广的应用前景。
毕训训[2]（2019）在《静止无功发生器控制策略研究》文中提出随着电力系统的日益庞大,用电情况也越来越复杂。特别是各种大容量冲击性不对称负载以及电力电子装置的接入,使得三相不平衡问题、无功功率问题以及谐波问题成为研究热点。这些问题不仅严重降低电能质量,甚至使得电网安全稳定运行也受到了严重威胁。在众多由电力电子器件组成的静止无功补偿装置中,静止无功发生器（Static Var Generator,SVG）具有响应速度快、控制灵活、补偿精度高及补偿电流谐波含量小等优点,可以实现连续动态、平滑快速的无功补偿,成为现代柔性交流输电系统的重要组成部分。本文通过原理说明、模型建立、系统仿真以及系统实现,对三相三线制SVG进行研究。本文首先说明无功补偿、改善三相不平衡度和谐波抑制的必要性以及无功补偿装置的发展现状,对SVG工作原理进行详细阐述并建立其数学模型。然后对瞬时无功功率理论及常见补偿电流指令检测方法进行比较分析,其中为弥补传统锁相环的不足,本文采用改进的双二阶广义积分器锁相环,通过验证该锁相环可以实现在非理想电网工况下,对电网电压相位的精确跟踪。此外,为实现可选择性灵活补偿,在三相不对称负载条件下,通过分序控制策略,分别建立各序下SVG系统等效数学模型。在此数学模型的基础上,采用前馈解耦控制,推导出基于电流双序间接控制下的SVG闭环控制框图。其中,由于传统SVPWM采用确定的开关组合形式控制功率开关管的开通和关断,输出电流及电压中会产生某些幅值很大的高次谐波,而且这些谐波主要集中在开关频率及其整数倍频率附近。为进一步改善SVG输出电流谐波特性,降低电网电流THD,本文对随机SVPWM工作原理进行了详细分析,采用双随机SVPWM思想与双序同步控制思想相结合的控制策略,并通过MATLAB/SIMULINK搭建仿真模型。通过对仿真结果进行分析,从理论上证明了该控制策略的有效性和可行性。最后,以DSP芯片TMS320F28335为核心搭建三相三线制SVG样机,在两组三相不对称感性负载下进行无功及负序电流补偿实验。实验结果验证了本文所采用控制算法的有效性。
冯济琴,刘浩,陈自然,郑方燕[3]（2016）在《基于域变换和灰色预测的光栅信号软细分方法》文中研究指明针对在现有的光栅细分方法中,细分精度和细分倍数受光栅输出信号质量制约的问题,提出了一种基于域变换和灰色预测的光栅信号软细分方法。基于时空域变换原理将空间域的信息变换到时间域,将传统的等时间采样转换为等空间采样得到空间序列,然后根据灰色预测理论模型预测代表光栅空间位移信息的时间量,通过模型残差检验和修正算法不断提高预测的准确度,最后以时间脉冲方式输出光栅细分信号。实验研究表明,采用灰度预测模型对光栅信号实现预测的软细分方法,不受信号的正弦性、正交性和等幅性影响,细分误差精度可以达到±1.8″,细分精度优于信号周期的±5%。
郑忠杰[4]（2015）在《具有观测器冗余的直线电机伺服系统》文中研究说明基于永磁直线同步电机（PMLSM）的直线伺服系统是当前国内外的研究热点，因其具有直驱性（无需减速器与滚珠丝杆螺母副等机械转换机构，直接驱动直线运动负载）、高速、高精度、大推力、加速度大、动态响应迅速、可靠性高等特点，适用于各类高档数控装备以及要求高速高精度的各类直线运动控制场合，如大规模集成电路封装设备，3D打印、3D雕刻、精密激光切割设备，高档带形材料纠偏控制系统等。为此，本文以LM系列PMLSM为研究对象，采用理论分析、计算机仿真与实验验证相结合的研究方法，对PMLSM直线伺服系统进行了深入研究。首先，介绍了PMLSM的数学模型和空间矢量脉冲调制技术（SVPWM）的原理，在此基础上研究了基于PMLSM机理模型的参数辨识方法和基于i*d0矢量控制系统中各个调节器类型选择及其参数自整定方法。其中，电流调节器ACR采用PI调节器，速度调节器ASR采用变结构P/PI调节器，位置调节器APR采用变参数P调节器。此外，为了提高系统对指令跟踪的平稳性而采用了一种非线性余弦S型指令给定方法。Matlab仿真结果表明，本文提出测控算法具有较好的参数辨识精度以及良好的控制效果，且在采用了S型指令给定形式后，在不影响系统动态快速性的前提下，系统的动态平稳性得到显着提高。其次，设计了负载阻力观测器和速度观测器。负载阻力观测器采用基于等效控制原理的滑模观测器，以PMLSM运动方程为观测模型，采用比例控制律，能对负载阻力实现无静差观测。速度观测器采用基于反电势的扩展滑模观测器，以PMLSM的电流状态方程和反电势状态方程为观测模型，采用比例控制律，反电势观测结果是连续的正弦变量，可直接用于速度计算。Matlab仿真结果表明，采用负载阻力观测器后能提高系统的抗扰性能，采用速度观测器后在高速时能有效观测出实际速度，且对电机参数敏感性小。然后，个人独立完成了系统的硬件、软件设计。在硬件方面，根据功能的不同分为驱动板、光栅尺前置放大板和光栅尺细分板、控制板、人机界面板。其中，在设计光栅尺信号处理电路时，提出了一种基于方波相移的正弦波式光栅尺信号细分方法，该方法从两路方波信号的相对相位位移中提取出光栅尺位移信号，对光栅尺信号的正弦近似程度要求不严格。在软件方面，对系统主程序、光栅尺细分检测程序、SVPWM调制技术程序、PMLSM直线伺服系统的控制算法算程序、PMLSM的观测器程序、人机界面程序进行了分析，并都给出了各程序的流程图。最后，根据上述硬件、软件设计方案自行研制了PMLSM直线伺服驱动器产品化样机，并搭建了实验平台。实验结果表明：基于PMLSM机理模型的参数辨识结果满足调节器参数自整定的要求；采用S型指令后，系统具有良好的动、静态性能；采用光栅尺信号方波相移式细分方法后，光栅尺的细分精度为0.09m，系统定位精度为0.9m；采用负载阻力观测器后，系统基本不受负载扰动影响；采用速度观测器后，可以让PMLSM直线伺服系统在最大速度的10%以上实现无传感器闭环运行。
郭瑞[5]（2013）在《增量式光电编码器莫尔条纹信号细分方法研究》文中进行了进一步梳理增量式光电编码器是一种应用广泛的位置检测装置，并且绝大多数采用光栅式结构。莫尔条纹信号细分技术是实现高精度光栅测量的核心技术，它能够在不改变编码器结构的情况下大幅度的提高其检测精度，具有重要的工程应用价值。本文在分析莫尔条纹位移测量原理和现有莫尔条纹信号细分技术的基础上，着重对两种新型电子学细分方法——时空转换细分方法和正交锁相环细分方法，进行了系统深入的研究：针对莫尔条纹信号的电子学细分，讨论了位移测量中的时空观，即位移空间测量模型和位移时间测量模型，将“用时间测量空间”的思想运用于莫尔条纹信号细分，提出了基于时空转换的莫尔条纹信号细分的新方法。该方法充分利用了高精度时间测量的优势，具有细分倍数高、便于集成、兼顾细分与辨向、可同时适用于动态和静态测量等一系列优点。研究了基于锁相环的莫尔条纹信号细分技术，采用正交锁相环细分方法，克服了传统锁相环用于莫尔条纹信号细分的弊端，对正交锁相环方法进行了全面分析，并通过仿真验证了正交锁相环细分方法的可行性。开展了莫尔条纹信号细分的实验研究，采用FPGA和DSP为硬件平台，设计了实现空间位移到时间信号的“加载”的调制电路和基于FPGA的精密时间测量模块，构建了新型时空转换细分方法的测试环境，进行了位移测量实验和误差分析，验证了所提出细分方法的有效性。
郭雨梅[6]（2009）在《莫尔条纹细分理论及其在磨床测控系统中的应用研究》文中提出莫尔条纹信号细分技术是光栅计量技术的核心,采用先进的莫尔条纹细分方法来获得不满一个栅距内的位移变化量是提高光栅测量系统分辨率的关键。目前常用的细分方法在实际应用中存在不足之处,因此,对光栅莫尔条纹信号细分方法进行研究,探寻最佳的细分方案具有十分重要的意义。本文主要研究新型莫尔条纹信号细分理论及其在光栅位移测量系统和磨床测控系统中的应用。基于数字集成化设计思想,提出了新型锁相位移式光栅莫尔条纹信号细分理论,并用数学的方法论证了其细分及辨向的可行性与正确性。该方法将光栅传感器的输出信号进行相位调制,经带通滤波后再送入锁相倍频器细分。通过相位调制,把光栅传感器输出的空间位移信号转变为与之成正比的时间信号,使原来对空间位移量的测量转化为对时间信号相位角的测量,解决了原模拟细分中存在的、随细分数增加位移跟踪速度显着下降以及细分数受温度、电源、元器件参数变化影响严重等主要矛盾。通过采用引入一个恒频、引入一个相位量、引入一个细分基准信号等主要措施,解决了三个关键技术问题,使得该方法具有细分的同时即可完成辨向、可避免绝大多数细分方法所采用的大小数分别计数而产生的不协调、既适合完整周期测量又适合不完整周期测量、细分数高且调整方便、不仅能进行动态测量也能进行静态测量等优点。同时,还提出了利用乘法倍频技术对光栅原始信号进行修正,以降低对原始信号正交性、等幅性等方面要求,进一步增强该细分方法实用性的设计思想。以新型锁相式莫尔条纹信号细分理论为基础,研制了光栅位移测量系统,改变原来利用分立数字逻辑电路进行系统设计的思路,提出集成化设计的思想。将细分模块及系统的数字逻辑电路集成在一片可编程逻辑器件中,大大提高了系统的集成度。通过实验验证了该系统具有分辨率高、跟踪速度快、可靠性及抗干扰能力强等特点。对基于神经网络的莫尔条纹信号细分方法进行了研究,提出采用整周期硬件计数、辨向和周期内神经网络软件细分相结合的方法,并提出两种提高细分精度的措施。利用少量学习样本让神经网络学习后,对于任意输入值,经过神经网络的泛化,都可以产生高精度的输出。由于训练时采用光栅输出的正、余弦信号比作为网络的输入,消除了幅值波动对细分精度带来的影响。该细分方法硬件电路简单,分辨率、可靠性较高,具有一定的实用价值。在研究分析磨床测控系统国内外现状及发展趋势的基础上,提出了采用专用微小型光栅传感器取代原来电感线圈,测量磨加工过程中工件尺寸变化的设计思想,改变了我国近30年来一直使用的电感测量的传统方法,有效克服了电感线圈的非线性误差和测控精度受周围环境温湿度变化影响严重的弊端。基于本文提出的新型数字化锁相细分理论,利用在系统可编程技术,对磨床测控系统进行了全数字集成化设计。采用微处理器与现场可编程门阵列相结合的并行处理方式,把FPGA作为单片机的一个嵌入式芯片,专门用于对光栅莫尔条纹信号的细分、辨向、计数处理及系统数字逻辑电路的集成化设计,提高了处理速度,保证了系统对被加工工件磨削量的实时测量与控制。系统设计过程中提出了基于FPGA的部分串行结构FIR滤波器设计思想,与完全串行结构相比,成倍提高了运算速度,减少了运算延迟;与完全并行结构相比,减少了逻辑单元的消耗。此外,还提出一种基于FPGA的新型数字锁相倍频方法,利用整数分频组合实现了小数分频。通过仿真分析,证明了该方法具有细分精度高、锁相速度快等优点。论述了智能磨床测控系统的软件设计思想及部分功能实现方法,增设了在线补偿、快速驱动、自校等功能,使系统具有更加优良的性能。通过磨削实验及测试,证实了该系统具有良好的重复性,满足国家标准要求,同时验证了系统具有测控精度高、功能齐全、操作方便、实用性强等特点,为实现我国磨床行业高端产品的国产化奠定了坚实的基础。
王小兵,金锋[7]（2004）在《一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用》文中研究指明全数字锁相环（ADPL L）应用广泛,但是在检测领域应用不多。为此,介绍了将一种改进的全数字化锁相环应用于光栅位置检测中的方法。该方法先将光栅传感器的输出信号进行相应调制预处理,再送入全数字锁相环中进行倍频细分,这样既避免了传统锁相环细分方法的缺点,又有细分数高,调节方便,捕捉范围宽的优点。
王小兵,金锋[8]（2004）在《一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用》文中研究表明全数字锁相环（ADPLL）应用广泛,但是在检测领域应用不多。为此,介绍了将一种改进的全数字化锁相环应用于光栅位置检测中的方法。该方法先将光栅传感器的输出信号进行相应调制预处理,再送入全数字锁相环中进行倍频细分,这样既避免了传统锁相环细分方法的缺点,又有细分数高,调节方便,捕捉范围宽的优点。
刘浩[9]（2016）在《精密角位移信号软细分算法设计与实现》文中研究表明光栅位移传感器具有大量程和高精度的优点,在精密位移测量领域被广泛采用。由于光栅采用精密刻划的栅线作为测量基准,其测量精度和分辨率取决于栅线刻划的“精”和“密”。然而受到加工工艺的限制,传感器栅线刻划精度不可能无限提高。因此,要想进一步提高光栅的测量精度和分辨率,高倍稳定的细分技术就成了解决问题的关键。本文在分析已有光栅信号细分方法优缺点的基础上,提出一种信号软细分方法,根据光栅存在“空间栅线”的特点,利用等空间采样得到的时间值进行建模预测,并在预测的时间内发出相应的空间位移细分脉冲,从而实现对空间位移量的预测细分。该技术不受光栅信号的正弦性、等幅性、直流分量偏差等因素影响,从而降低了精密细分对信号质量的要求,大大提高了光栅测量的分辨率。本文以使用最广泛的光栅传感器信号作为研究细分对象,开展了如下研究:（1）通过时空转换思想,把对空间的测量转换到对时间的测量,利用时间和空间位移的关系建立软细分模型。将时间序列预测理论引入到信号细分技术之中,并对其进行了相关的理论研究。（2）根据软细分算法模型的特点,采取自适应优化预测模型参数与标准点动态测量误差修正技术相结合的方法,对系统误差和随机误差进行实时修正,提高了软细分精度。（3）完成了软细分系统设计,并进行大量的实验研究。分析了速度对软细分模型输出的预测栅距时间值的影响,最后对角位移误差进行标定,验证了软细分的可行性。在不同速度下进行动态实验,实验研究表明,将软细分应用于光栅角位移传感器实现400倍细分时,角位移测量误差可达±1.8″,精度优于原周期信号的±5%。
彭琅[10]（2011）在《一种光栅尺细分技术的研究》文中提出光栅尺作为一种位移或角度的传感器，已经广泛应用于现代工业、国防等测控技术领域，其技术发展和应用要求的不断提高，对光栅测量系统的测量精度提出了更高要求。对光栅尺输出的莫尔条纹信号进行细分研究，已经作为一种提高其精度的有效方法。本文通过研究光栅尺位移测量的基本原理和莫尔条纹的细分技术，提出了一种新的细分方法和设计方案，分析了模拟信号的差分放大电路、移相电路、AD转换电路及FPGA数字电路等。重点研究了1/8周期正弦信号的非线性细分CORDIC算法原理，采用VHDL语言实现了CORDIC算法的相位解算，有效避免了反正切函数线性拟合引入的细分误差，保证了高倍非线性细分的数据在位移解算过程中的有效性。同时采用IEEE-754单精度浮点运算方法，比定点运算提高了细分精度。设计并实现了该细分算法的FPGA硬件处理平台，采用并行流水线结构，实现了粗码计数、辨向及AD转换器的数据采集，采用CORDIC算法，实现了相位非线性解算、位移浮点运算、浮点数译码、液晶实时显示及UART串口通信等。最后对硬件处理系统进行了调试、测试，并对测试结果以及影响测量精度的因素进行了分析，提出了进一步的改进措施。
二、一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用（论文提纲范文）
（1）基于时栅传感技术的伺服电机嵌入式位置检测新方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 伺服电机位置检测方法 |
| 1.1.1 伺服电机分类 |
| 1.1.2 位置检测方法 |
| 1.2 嵌入式时栅位移传感器简介 |
| 1.2.1 起源演变 |
| 1.2.2 研究现状 |
| 1.3 课题的背景、来源及意义 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第二章 嵌入式时栅位置检测理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 嵌入式时栅位置检测思想 |
| 2.2.1 时空坐标转换 |
| 2.2.2 运动坐标系构建 |
| 2.3 嵌入式时栅传感方法 |
| 2.3.1 线圈绕组式嵌入 |
| 2.3.2 磁敏元件式嵌入 |
| 2.3.3 两种传感方式比较 |
| 2.4 嵌入式时栅位置解算 |
| 2.4.1 位置检测建模 |
| 2.4.2 时栅电行波构建 |
| 2.4.3 位置信息获取 |
| 2.5 嵌入式时栅位置检测关键技术 |
| 2.5.1 空间磁场建模与解耦 |
| 2.5.2 位置传感单元设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 嵌入式时栅空间磁场建模与解耦 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 端面传感磁场分布研究 |
| 3.2.1 解析模型 |
| 3.2.2 数值分析 |
| 3.3 轴向传感磁场分布研究 |
| 3.3.1 解析模型 |
| 3.3.2 数值分析 |
| 3.4 实验验证与分析 |
| 3.4.1 实验平台 |
| 3.4.2 测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 嵌入式时栅位置传感单元设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传感单元特性 |
| 4.2.1 传感单元响应模型 |
| 4.2.2 传感单元结构类型 |
| 4.3 传感阵列单元设计 |
| 4.3.1 单组单元布置平面 |
| 4.3.2 多组单元布置平面 |
| 4.4 传感阵列单元优化设计 |
| 4.4.1 传感阵列空间滤波 |
| 4.4.2 传感阵列空间倍频 |
| 4.5 实验验证与分析 |
| 4.5.1 阵列单元验证与分析 |
| 4.5.2 阵列优化单元验证与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 带位置检测功能伺服电机样机研制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统搭建 |
| 5.2.1 信号处理系统 |
| 5.2.2 运动控制系统 |
| 5.2.3 整体测试系统 |
| 5.3 实验数据采集 |
| 5.3.1 数据采集方法 |
| 5.3.2 数据采集结果 |
| 5.4 误差分析及修正 |
| 5.4.1 误差来源分析 |
| 5.4.2 误差补偿方法 |
| 5.5 性能测试实验 |
| 5.5.1 静态性能测试 |
| 5.5.2 动态性能测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 嵌入式时栅位置检测方法的扩展研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 直线伺服电机位置检测 |
| 6.2.1 方案设计 |
| 6.2.2 模型仿真 |
| 6.2.3 样机研制 |
| 6.3 主动式角位移传感器研制 |
| 6.3.1 方案设计 |
| 6.3.2 模型仿真 |
| 6.3.3 样机研制 |
| 6.4 被动式角位移传感器研制 |
| 6.4.1 方案设计 |
| 6.4.2 模型仿真 |
| 6.4.3 样机研制 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（2）静止无功发生器控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 无功补偿意义 |
| 1.3 无功补偿设备研究历程 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 SVG基本理论 |
| 2.1 SVG系统结构 |
| 2.2 SVG工作原理 |
| 2.3 SVG数学模型推导 |
| 2.3.1 三相静止坐标系下SVG时域模型 |
| 2.3.2 dq坐标系下SVG数学模型 |
| 2.4 锁相环的研究 |
| 2.4.1 SRF-PLL工作原理 |
| 2.4.2 对称分量法 |
| 2.4.3 二阶广义积分器锁相环 |
| 2.5 无功电流检测方法 |
| 2.5.1 瞬时无功功率理论 |
| 2.5.2 基于瞬时无功功率理论的指令电流检测方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 控制原理与优化 |
| 3.1 双序同步控制 |
| 3.2 SVG电流控制 |
| 3.2.1 直接电流法 |
| 3.2.2 间接电流法 |
| 3.3 直流电压稳压控制 |
| 3.4 SVG前馈解耦控制 |
| 3.5 PWM控制方式 |
| 3.5.1 调制法 |
| 3.5.2 PWM跟踪控制技术 |
| 3.5.3 空间矢量PWM控制 |
| 3.6 随机SVPWM技术 |
| 3.6.1 随机开关频率SVPWM |
| 3.6.2 随机脉冲位置SVPWM |
| 3.7 基于前馈解耦的双序同步-双随机SVPWM控制策略 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 SVG系统仿真 |
| 4.1 DSOGI-PLL仿真分析 |
| 4.2 SVG控制策略仿真 |
| 4.2.1 搭建系统仿真模型 |
| 4.2.2 仿真结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 SVG系统实现与结果分析 |
| 5.1 硬件电路设计 |
| 5.1.1 TMS320F28335简介 |
| 5.1.2 LabVIEW简介 |
| 5.1.3 ADC电路 |
| 5.1.4 电流采样电路 |
| 5.1.5 电压采样电路 |
| 5.1.6 驱动电路设计 |
| 5.1.7 SVG主要器件选型 |
| 5.2 控制系统软件设计 |
| 5.2.1 系统程序总流程 |
| 5.2.2 PWM中断服务子程序 |
| 5.2.3 AD读取子程序 |
| 5.3 硬件平台及实验结果分析 |
| 5.3.1 硬件平台 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）基于域变换和灰色预测的光栅信号软细分方法（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 时空域变换原理 |
| 3 基于预测理论的软细分方法 |
| 4 时间差预测模型 |
| 4. 1 建立灰色预测模型 |
| 4. 2 GM( 1,1) 误差检验与修正 |
| 4. 3 预测输出 |
| 5 实验研究 |
| 5. 1 实验系统简介 |
| 5. 2 算法软件流程 |
| 5. 3 实验结果 |
| 6 结论 |
（4）具有观测器冗余的直线电机伺服系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义 |
| 1.2 PMLSM 直线伺服系统的发展动态 |
| 1.3 PMLSM 控制技术与观测器技术的研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容及各章概要 |
| 第2章 具有观测器冗余的 PMLSM 直线伺服系统组成原理 |
| 2.1 系统组成原理 |
| 2.2 系统功能与技术参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 PMLSM 直线伺服系统的测控算法研究 |
| 3.1 PMLSM 的基本工作原理与结构 |
| 3.2 PMLSM 的数学模型 |
| 3.3 SVPWM 调制技术 |
| 3.4 PMLSM 的参数辨识 |
| 3.4.1 动子相电阻的辨识方法 |
| 3.4.2 电感的辨识方法 |
| 3.4.3 永磁体磁链的辨识方法 |
| 3.4.4 动子质量的辨识方法 |
| 3.5 PMLSM 直线伺服系统的控制算法 |
| 3.5.1 电流环的控制算法 |
| 3.5.2 速度环的控制算法 |
| 3.5.3 位置环的控制算法 |
| 3.6 非线性余弦 S 型指令给定方式 |
| 3.7 Matlab 仿真分析 |
| 3.7.1 SVPWM 调制技术仿真 |
| 3.7.2 PMLSM 的参数辨识仿真 |
| 3.7.3 PMLSM 直线伺服系统的控制算法仿真 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 PMLSM 直线伺服系统的观测器研究及冗余应用 |
| 4.1 PMLSM 的负载阻力观测 |
| 4.2 PMLSM 的速度观测 |
| 4.3 Matlab 仿真分析 |
| 4.3.1 PMLSM 的负载阻力观测仿真 |
| 4.3.2 PMLSM 的速度观测仿真 |
| 4.4 PMLSM 速度观测器的冗余应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 PMLSM 直线伺服系统的硬件设计 |
| 5.1 硬件总体方案 |
| 5.1.1 系统功能与输入输出接口 |
| 5.1.2 PS22A74 和 STM32F103ZET6 简介 |
| 5.2 驱动板设计 |
| 5.2.1 主电路与辅助电源电路 |
| 5.2.2 PWM 隔离电路 |
| 5.2.3 直流母线电压与相电流检测电路 |
| 5.2.4 短路与过热检测电路 |
| 5.3 光栅尺前置放大板和光栅尺细分板设计 |
| 5.3.1 正弦波光栅尺信号的方波相移式细分方法及电路 |
| 5.3.2 用于 PMLSM 直线伺服系统中初始位置定位的原理 |
| 5.4 控制板设计 |
| 5.4.1 模拟信号调理电路 |
| 5.4.2 开关信号调理电路 |
| 5.4.3 脉冲信号调理电路 |
| 5.5 人机界面板设计 |
| 5.5.1 人机交互界面 |
| 5.5.2 人机界面电路 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 PMLSM 直线伺服系统的软件设计 |
| 6.1 软件总体方案 |
| 6.2 软件功能与主程序 |
| 6.3 STM32 固件库和 uC/OS 操作系统简介 |
| 6.4 光栅尺细分检测程序 |
| 6.5 SVPWM 调制技术程序 |
| 6.6 PMLSM 的控制算法程序 |
| 6.6.1 常规 PI 算法程序 |
| 6.6.2 闭环控制技术程序 |
| 6.7 PMLSM 的观测器程序 |
| 6.7.1 负载阻力观测器程序 |
| 6.7.2 速度观测器程序 |
| 6.8 人机界面程序 |
| 6.9 本章小结 |
| 第7章 PMLSM 直线伺服系统的实验分析 |
| 7.1 实验平台 |
| 7.2 光栅尺细分实验 |
| 7.3 SVPWM 调制技术实验 |
| 7.4 PMLSM 参数辨识实验 |
| 7.5 PMLSM 直线伺服系统的控制效果实验 |
| 7.5.1 电流环控制实验 |
| 7.5.2 速度环控制实验 |
| 7.5.3 位置环控制实验 |
| 7.6 PMLSM 直线伺服系统的观测器实验 |
| 7.6.1 负载阻力观测器实验 |
| 7.6.2 速度观测器实验 |
| 7.7 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 本文主要工作的总结 |
| 8.2 进一步工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1：PMLSM 直线伺服系统的相关图样 |
| 附录2：论文创新点的科技查新报告 |
| 附录3：作者在读期间的科研成果 |
（5）增量式光电编码器莫尔条纹信号细分方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 位移测量技术 |
| 1.2 光电编码器位移测量技术 |
| 1.3 莫尔条纹信号细分技术综述 |
| 1.4 常用莫尔条纹信号细分技术 |
| 1.4.1 幅值分割细分法 |
| 1.4.2 载波调制鉴相细分法 |
| 1.4.3 锁相倍频细分法 |
| 1.4.4 高频时钟脉冲细分法 |
| 1.5 课题的研究内容 |
| 第二章 时空转换莫尔条纹信号细分方法研究 |
| 2.1 莫尔条纹信号基础 |
| 2.1.1 莫尔条纹位移测量原理 |
| 2.1.2 光电编码器输出信号模型 |
| 2.2 时空转换莫尔条纹细分方法 |
| 2.2.1 位移测量中时空观 |
| 2.2.2 时空转换细分方法 |
| 2.2.3 细分辨向原理 |
| 2.2.4 细分方法特点 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 正交锁相环莫尔条纹信号细分方法研究 |
| 3.1 锁相环基础 |
| 3.1.1 环路工作原理 |
| 3.1.2 环路的数学模型 |
| 3.1.3 环路工作状态 |
| 3.2 正交锁相环细分方法 |
| 3.2.1 正交鉴相器 |
| 3.2.2 环路滤波器 |
| 3.2.3 数控振荡器 |
| 3.3 正交锁相环性能分析 |
| 3.4 软件设计构想与细分方法特点 |
| 3.4.1 软件设计构想 |
| 3.4.2 细分方法特点 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 细分方法的软硬件实现 |
| 4.1 系统总体设计 |
| 4.2 模拟电路模块设计 |
| 4.2.1 仪表放大电路设计 |
| 4.2.2 斩波电路设计 |
| 4.2.3 带通滤波器设计 |
| 4.3 数字电路模块设计 |
| 4.3.1 FPGA 芯片选型与最小系统设计 |
| 4.3.2 DSP 芯片选型与最小系统设计 |
| 4.3.3 DSP 与 FPGA 通信接口 |
| 4.3.4 基准编码器信号接收电路 |
| 4.4 基于 FPGA 的软件设计 |
| 4.4.1 FPGA 设计流程 |
| 4.4.2 精密时间测量模块 |
| 4.4.3 斩波信号生成模块 |
| 4.4.4 四倍频鉴向电路 |
| 4.4.5 通信接口模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验验证与分析 |
| 5.1 实验环境 |
| 5.2 时空转换细分方法实验 |
| 5.2.1 电路调试 |
| 5.2.2 细分实验结果 |
| 5.3 正交锁相细分方法仿真实验 |
| 5.4 综合误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）莫尔条纹细分理论及其在磨床测控系统中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光栅位移测量技术现状及发展趋势 |
| 1.1.1 常用位移测量方法 |
| 1.1.2 光栅位移测量技术 |
| 1.1.3 莫尔条纹细分技术研究现状 |
| 1.2 精密机床测控装置对振兴装备制造业的意义 |
| 1.3 课题的来源及研究的意义 |
| 1.4 主要研究内容及目标 |
| 第二章 新型锁相式莫尔条纹细分理论研究 |
| 2.1 莫尔条纹细分方法研究 |
| 2.1.1 莫尔条纹位移测量原理 |
| 2.1.2 光栅输出信号数学模型及应用特点 |
| 2.1.3 常用莫尔条纹细分方法对比 |
| 2.2 新型锁相式莫尔条纹细分理论的建立 |
| 2.2.1 传统的锁相倍频原理 |
| 2.2.2 新型锁相式细分原理 |
| 2.2.3 细分辨向原理 |
| 2.2.4 莫尔条纹信号相位调制仿真分析 |
| 2.3 乘法倍频对新型锁相细分方法的改进 |
| 2.3.1 基本思想及原理 |
| 2.3.2 莫尔条纹信号经乘法倍频后的质量分析与仿真 |
| 2.4 在系统可编程技术与集成化设计思想 |
| 2.4.1 ISP技术 |
| 2.4.2 集成化系统设计思想 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于新型锁相细分理论的位移测量系统 |
| 3.1 系统构成及原理 |
| 3.2 相关技术研究 |
| 3.2.1 莫尔条纹信号细分预处理 |
| 3.2.2 相位调制滤波环节指标分析与仿真 |
| 3.2.3 数字锁相环的集成化设计与仿真实验 |
| 3.2.4 锁相倍频与细分计数模块的ISP集成化设计 |
| 3.3 结果验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于神经网络的莫尔条纹细分方法与实验研究 |
| 4.1 细分原理及实现方法 |
| 4.1.1 神经网络及其在莫尔条纹细分中的应用 |
| 4.1.2 测量及细分原理 |
| 4.1.3 提高细分精度的措施 |
| 4.1.4 神经网络细分实现方法 |
| 4.2 网络设计与算法实现 |
| 4.2.1 网络模型的确定及参数选择 |
| 4.2.2 网络结构及训练模式 |
| 4.2.3 算法的改进与实现 |
| 4.3 莫尔条纹细分实验研究 |
| 4.3.1 仿真实验 |
| 4.3.2 光栅测量系统神经网络细分实验 |
| 4.4 两种细分方法性能对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于新型锁相细分理论的磨床测控系统研究 |
| 5.1 磨床测控系统研究现状及发展趋势 |
| 5.2 主要研究内容 |
| 5.2.1 结构及功能 |
| 5.2.2 高精度磨削关键技术 |
| 5.3 新型磨床测控系统研究与设计 |
| 5.3.1 传统磨床测控系统原理及缺欠 |
| 5.3.2 智能磨床测控系统基本思想及工作原理 |
| 5.3.3 微小型光栅传感器性能指标分析与设计 |
| 5.3.4 部分串行FIR滤波器算法设计与实现 |
| 5.3.5 新型数字锁相倍频方法研究与仿真分析 |
| 5.4 软件平台及设计思想 |
| 5.4.1 FPGA设计流程及原则 |
| 5.4.2 主控系统部分程序设计 |
| 5.5 实验测试与结果分析 |
| 5.5.1 实验测试数据 |
| 5.5.2 结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 工作原理 |
| 3 各部分电路设计 |
| 3.1 调相电路 |
| 3.2 改进的全数字锁相环 (ADPLL) |
| 3.2.1 对鉴相器的改进 |
| 3.2.2 改进后的全数字锁相环 |
| 3.3 单片机系统 |
| 4 结 论 |
（9）精密角位移信号软细分算法设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 软细分模型设计与实现 |
| 2.1 软细分方法基础 |
| 2.2 空间测量到时间测量 |
| 2.3 软细分模型设计 |
| 2.4 软细分中时间序列预测模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 软细分实时误差修正 |
| 3.1 软细分实时修正模型 |
| 3.2 标准点动态测量误差修正技术 |
| 3.3 标准点误差预测模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 软细分系统设计 |
| 4.1 系统硬件设计 |
| 4.2 软细分算法程序设计 |
| 4.3 软细分误差修正程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 软细分实验研究 |
| 5.1 软细分误差标定系统设计 |
| 5.1.1 实验平台设计 |
| 5.1.2 软细分盒实验接口设计 |
| 5.1.3 误差标定系统设计 |
| 5.2 实验研究 |
| 5.2.1 软细分时间预测误差研究 |
| 5.2.2 软细分角位移误差分析 |
| 5.2.3 实验小结 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（10）一种光栅尺细分技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光栅测量技术发展概况 |
| 1.2 光栅细分技术研究及发展概况 |
| 1.3 论文研究目的与研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 光栅尺测量原理及细分技术 |
| 2.1 光栅尺测量 |
| 2.1.1 莫尔条纹信号的产生及特性 |
| 2.1.2 光栅测量原理 |
| 2.2 光栅莫尔条纹细分技术 |
| 2.2.1 传统电子学细分技术 |
| 2.2.2 细分方案设计 |
| 2.2.3 坐标旋转细分算法设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光栅尺测量电路硬件设计与实现 |
| 3.1 硬件电路总体设计 |
| 3.2 模拟电路设计 |
| 3.2.1 电源电路 |
| 3.2.2 预处理放大电路 |
| 3.3 数字电路设计 |
| 3.3.1 模数转换电路 |
| 3.3.2 AD9826 的驱动设计与实现 |
| 3.3.3 粗码计数与辨向模块 |
| 3.3.4 坐标平移模块 |
| 3.3.5 CORIDC算法相位解算模块 |
| 3.3.6 精码相对起点捕获模块 |
| 3.3.7 浮点运算模块 |
| 3.3.8 浮点数的十进制BCD译码模块 |
| 3.3.9 LCD1602 液晶显示模块 |
| 3.3.10 RS232 串口通信模块 |
| 3.3.11 FPGA的数据配置电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验与分析 |
| 4.1 光栅尺精度测量实验 |
| 4.2 误差分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 论文的研究工作及成果 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用（论文参考文献）
- [1]基于时栅传感技术的伺服电机嵌入式位置检测新方法研究[D]. 王淑娴. 合肥工业大学, 2019
- [2]静止无功发生器控制策略研究[D]. 毕训训. 西安科技大学, 2019(01)
- [3]基于域变换和灰色预测的光栅信号软细分方法[J]. 冯济琴,刘浩,陈自然,郑方燕. 仪器仪表学报, 2016(02)
- [4]具有观测器冗余的直线电机伺服系统[D]. 郑忠杰. 杭州电子科技大学, 2015(10)
- [5]增量式光电编码器莫尔条纹信号细分方法研究[D]. 郭瑞. 南京航空航天大学, 2013(06)
- [6]莫尔条纹细分理论及其在磨床测控系统中的应用研究[D]. 郭雨梅. 沈阳工业大学, 2009(10)
- [7]一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用[J]. 王小兵,金锋. 仪器仪表学报, 2004(S2)
- [8]一种改进的全数字化锁相环在光栅位置检测中的应用[A]. 王小兵,金锋. 中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集, 2004(总第116期)
- [9]精密角位移信号软细分算法设计与实现[D]. 刘浩. 重庆理工大学, 2016(05)
- [10]一种光栅尺细分技术的研究[D]. 彭琅. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所), 2011(06)