| 题名 | 全数字检流计电机驱动与检测技术研究 |
| 作者 | 杨孟 |
| 答辩日期 | 2012-05-30 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 徐卫明 |
| 关键词 | 数字控制 光栅编码器 检流计电机 细分算法 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 检流计电机是一种高精度、高速度和高重复性的光学扫描器，广泛应用于激光成像、激光材料加工、生物医疗检测、激光投影与显示、图形图像处理和半导体加工等领域。现在的主流激光雷达几乎都采用检流计电机进行扫描。课题以检流计电机为研究对象，以增量式光栅编码器作为电机位置检测传感器，DSP作为控制器，实现检流计电机的高精度跟踪和平稳运行。该课题的研究成果对激光雷达扫描机构的数字化，进一步提高定位精度以及抗干扰能力具有重要的意义。具体的研究结果如下： 首先，分析检流计电机的驱动原理以及增量式光栅编码器的工作原理，对系统的驱动电机、控制芯片、传感器、控制算法以及光栅细分方案进行合理选择，完成了系统方案设计。其次，设计PCB以及购买设备，完成系统的硬件搭建和软件编程。在Code Composer Studio和Visual Studio环境下采用C语言和汇编语言完成了系统的软件算法程序和上位机控制程序的编写，包括控制程序、光栅传感器高精度细分程序以及上位机控制程序和数据采集程序等。最后，分别完成了增量式光栅编码器性能定标实验以及系统的控制跟踪实验。实验结果表明，经过细分后，光栅编码器的重复精度优于3 ，线性度优于99.96%；DSP控制周期为10us时,小角度阶跃响应时间优于10ms，满足任务要求。本文的创新点在于：1）提出并实现了一种适合于航天应用的轻小型、高精度的扫描电机控制方案，采用全数字化的控制方式，系统调试方便、控制灵活、可靠性高。 2）采用增量式光栅编码器作为检流计电机转角传感器，设计了细分算法，采用高速数字信号处理器（DSP）TMS320F2812作为细分芯片，电机角度定位的重复精度优于3″，线性度优于99.96%；小角度阶跃响应时间优于6ms（DSP控制周期为10us）。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5482]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨孟. 全数字检流计电机驱动与检测技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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