基于卡爾曼濾波信號細分的減速器測試研究
趙昊寧; 許家忠; 張海濱; 劉振; 董事 哈爾濱理工大學自動化學院; 哈爾濱150080; 哈工大機器人(合肥)國際創(chuàng)新研究院; 合肥230000; 哈工大機器人集團股份有限公司; 哈爾濱150001; 上海交通大學機械系統(tǒng)與振動國家重點實驗室; 上海200240
關鍵詞：卡爾曼濾波 軟件細分 減速器測試 正余弦編碼器 高速數采
摘要：為了改善目前高速編碼器信號細分精度低、運算速度慢和成本高的現(xiàn)狀,研究面向減速器測試的高精度正余弦編碼器設計了一種基于卡爾曼濾波的信號細分系統(tǒng)。系統(tǒng)采用高速數字化儀采集編碼器輸出的模擬信號,經過卡爾曼濾波算法去噪,最后通過軟件細分方法計算編碼器實際的旋轉角度。其中軟件細分方法設計了模擬脈沖計數和反正切細分兩種方法,模擬脈沖計數法是通過將信號反正切值模擬脈沖計數的方式得到編碼器轉角輸出,反正切細分法是通過求取信號反正切的方式得到編碼器轉角輸出。經過仿真驗證該系統(tǒng)的精確度及穩(wěn)定性,并在精密減速器測試平臺的高精度正余弦編碼器數據采集系統(tǒng)上進行了實際編碼器運轉信號數據采集,進行卡爾曼濾波前后對比實驗和軟件細分方法對比分析,結果表明,系統(tǒng)能夠在可控成本范圍內大幅提高編碼器角度計算的準確性和測量精度。
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