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光电编码器莫尔条纹正交偏差的自适应补偿方法
资料介绍
摘要：光电轴角编码器莫尔条纹正交偏差引入的细分误差最大，现有补偿方法不具备智能性和持续性，且补偿效果不理想。在文章中提出一种新的补偿方法及其系统实现方式，采用相关函数分析法测量各精码周期莫尔条纹的正交偏差，并基于系统自身的粗码信息，构造一种智能采样算法，保证莫尔条纹采样均匀性，在工作中对所有精码周期的莫尔条纹实行数字式实时补偿；并可以通过模式间的切换自适应地更新正交偏差补偿参数，持续地保证补偿的精确性，降低编码器在各种恶劣环境下的误码率。实验结果表明，补偿后的信号正交性提高了93%以上，编码器测量精度提高了65%。
关键词：自适应补偿；正交偏差；智能化；莫尔条纹
绝对式光电轴角编码器是一种集光、机、电一体的数字测角装置，广泛应用于各种高精度计算机控制系统中。近年来由于其在航天领域的广泛应用，对光电编码器的精度要求越来越高，同时对编码器在空间环境中应用的可靠性提出了挑战。意大利伽利略望远镜使用的光电轴角编码器测角精度已达到0.036"，分辨率0.01”]；美国NASA字航中心研制成功的基于图形识别技术2的绝对式光电轴角编码器也达到了0.01”的超高分辨率。目前，通常采用电子学细分技术提高编码器的分辨率和精度。但该方法对条纹的正交性要求很高，正交性差的莫尔条纹信号会带来很大的细分误差，严重影响编码器精度与细分等级。而受机械安装精度水平的限制，实际的两路信号无法保证严格正交，而且在实际应用中各精码周期内其正交偏差存在着一定的随机性和不均匀性，必须加以补偿。
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