RDC
法采用了闭环控制 。
RDC
是英文
Resolver - to -
Digital Conversion
的缩写
,
中文称为跟踪型轴角变换
,
应用
于光电编码器细分的
RDC
实现过程如图
7
所示
,
图
8
是
对应的 控 制 结 构 图 。由 图
7
可 见
, RDC
的 实 现 不 需 要
CPU
的参与
,
也不需要
AD ,
得到的角度直接以数字形式
输出 。
图
7
RDC
细分方法实现过程
图
8
RDC
细分方法控制结构图
图
7
、
8
中
,
φ是输出角度值 。
RDC
首先得到
sin (
θ
-
φ
) = sin
θ
cos
φ
- cos
θ
sin
φ
,
然后通过二阶系统的控制作
用使输出跟踪输入变化 。
RDC
是个闭环控制系统
,
为提
高编码器的响应速度应努力提高
RDC
的带宽
,
因闭环控
制系统带宽的提高伴随着稳定性的降低
,
设计时要折衷
考虑 。由于采用的是二阶系统
,
当输入角度为加速度信
号时有跟踪误差
,
对应于电机非稳速运行的动态过程
;
在
设计上级速度 、
位置控制器时应注意这一点 。
4
磁性传感单元
伺服系统中控制器无电时编码器由电池供电
,
检测
并记录在系统控制器不工作期间电机转子位置的变化 。
通常的做法是
,
编码器由电源或电池供电时都使用同样
的光电检测机构 。这样做存在的问题是电池耗电量大
,
更换周期短
,
不易于使用 。
由于有绝对码盘
,
所以电池供电时的位置检测不需
要很精确 。原理上讲只需要记录下转过的圈数 、
转向就
可以了
,
细致的位置信息可以在上电后由绝对码盘读出 。
所以可以采用简易的磁性传感单元作为电池供电时的位
置检测机构 。
磁性元件不用通电发光
,
省电 。与之配套使用的电
路芯片
/
元件也都采用低功耗的
,
可延长电池使用寿命 。
缺点是由于磁性元件制造工艺的限制
,
分辨率低
;
但用于
电池供电时的粗略的位置记录也够用了 。
磁性传感单元的作用原理和结构形式有多种
,
比较
合适的是利用强磁金属的磁敏效应制成的磁敏电桥 。磁
敏电桥已广泛应用于低精度的位置检测并有多种成熟的
芯片
,
设计和使用都较容易
[1 ]
。需指出的是
,
编码器机械
部件设计时应注意与电机本体之间的隔磁
,
以免影响磁
性传感单元的正常工作 。
5
结 论
从外部来看
,
这种新型绝对式光电编码器与普通绝
对式光电编码器完全相同
,
应用于伺服系统时的使用方
法
(
包括与控制器之间的信息传递方式 、
安装之后的整定
过程 、
完全断电再上电的位置信息获取等
)
也相同 。
从工作机理来看
,
这种新型绝对式光电编码器与普
通绝对式光电编码器都是基于相同的原理
,
只是由于采
用了不同于普通绝对式编码器的码盘编码结构
,
使之成
本和体积都显著减少 。
细分技术是高精度光电编码器普遍采用的技术
,
同
样适用于新型绝对式光电编码器 。
针对伺服应用中编码器由电池供电的特殊工况
,
本
文说明了采用磁性传感单元用于电池供电时的粗略位置
记录的原理和优点 。
循环移位二进制编码 、
电细分技术和磁性传感单元
使这种新型绝对式光电编码器在具有高精度 、
高分辨率
的同时
,
成本降低
,
体积减小
,
易于维护
,
非常适合于中小
功率伺服应用 。
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沈
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作者简介
:
许家群
(1973 - ) ,
男
,
在站博士后
,
研究方向为特种电
机及其控制技术 、
燃料电池发动机控制技术 。
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D
驱动控制
rive and control
微特电机
2004
年第
3
期
一
种
适
合
于
伺
服
应
用
的
新
型
绝
对
式
光
电
编
码
器
24