1037681旋轉(zhuǎn)角加速度編碼器秉銘西克DFS60E-BEAK00360振時(shí)以旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)角加速度的變化體現(xiàn)出來,所以,扭轉(zhuǎn)振動(dòng)可以通過旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器進(jìn)行測量獲取。傳動(dòng)軸上旋轉(zhuǎn)角加速度信息不僅能夠反映旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并且可以用于分析扭轉(zhuǎn)振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。因此,針對旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器及旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的測量精度的研究,對于旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的脈振工況檢測及故障的測量、分析及診斷具有重大的意義。本課題組提出并研制了一種永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器,該傳感器的測量方式簡單,傳感器的輸出易于觀察,可以在不破壞原有傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)一般旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭振檢測,已通過該傳感器檢測獲取了各種旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的振動(dòng)轉(zhuǎn)矩波形,并通過這些波形對旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行定性的分析。但由于缺乏的傳感器輸出特性標(biāo)定,無法進(jìn)行定量的分析,影響到該傳感器的推廣應(yīng)用,因此,迫切需要對該傳感器的標(biāo)定技術(shù)開展研究。本文研究完成了永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的標(biāo)定工作,主要包括:（1）分析了永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的工作原理及實(shí)際應(yīng)用情況,提出了永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的標(biāo)定平臺(tái)方案。（2）針對永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的標(biāo)定問題,研究構(gòu)建了一個(gè)可重復(fù)的、幅值可調(diào)的、頻率可調(diào)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩振動(dòng)源,研究建立了公頻電源及SPWM電源驅(qū)動(dòng)環(huán)境下純單相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型,并對旋轉(zhuǎn)振動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性開展了理論仿真研究和實(shí)驗(yàn)研究。（3）設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)了基于光柵編碼器-現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的旋轉(zhuǎn)角加速度測量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對傳動(dòng)軸上實(shí)際旋轉(zhuǎn)角加速度量的檢測、數(shù)據(jù)采集、貯存及數(shù)據(jù)分析處理。（4）通過將永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的輸出電壓波形與軸上實(shí)際旋轉(zhuǎn)角加速度波形的頻譜特性的分析比較,驗(yàn)證了永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的標(biāo)定平臺(tái)方案的可行性。后通過永磁旋轉(zhuǎn)角加速度的輸出電壓波形與軸上實(shí)際旋轉(zhuǎn)角加速度波形峰-峰值的比較,對永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的輸出特性進(jìn)行了的標(biāo)定。上述研究工作為永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器在扭振測量及故障診斷方面的應(yīng)用與推廣奠定了基礎(chǔ)。制廣泛的用于自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。其中,伺服電機(jī)式編碼器零位校準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。但是,現(xiàn)有的式編碼器零位校準(zhǔn)系統(tǒng)效率較低、效果較差,只能對單一特定類型的式編碼器的校準(zhǔn)。為了對多類型編碼器實(shí)現(xiàn)集成自動(dòng)化校準(zhǔn),并且進(jìn)一步提高零位校準(zhǔn)的度與工作效率,本文開發(fā)了一套伺服電機(jī)式編碼器零位校準(zhǔn)系統(tǒng),完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)器固件程序設(shè)計(jì)與相關(guān)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。本文的主要研究內(nèi)容如下:分析了零位校準(zhǔn)系統(tǒng)的誤差來源,在伺服電機(jī)零位校準(zhǔn)流程和需求分析的基礎(chǔ)上,確定了上位機(jī)軟件與伺服驅(qū)動(dòng)結(jié)合的式編碼器零位校準(zhǔn)系統(tǒng)總體方案,并對其原理以及步驟進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。采用模塊化設(shè)計(jì)策略,開發(fā)了式編碼器零位校準(zhǔn)上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)了高內(nèi)聚、低耦合、易擴(kuò)展等開發(fā)需求。該軟件具備伺服電機(jī)參數(shù)讀寫、數(shù)據(jù)信息采集繪圖觀測及一鍵式零位校準(zhǔn)等相關(guān)功能。主要闡述了校準(zhǔn)軟件的架構(gòu)以及軟件通信模塊、零位校準(zhǔn)模塊和數(shù)據(jù)繪圖模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。針對伺服驅(qū)動(dòng)器固件程序開發(fā),采用有限狀態(tài)機(jī)思想進(jìn)行總體程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了式編碼器的通訊協(xié)議,完成了多協(xié)議式編碼器的控制和零位校準(zhǔn);為了保障上位機(jī)軟件與伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)的可靠通信,設(shè)計(jì)了基于RS232的串口電路及通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了校準(zhǔn)系統(tǒng)各個(gè)模塊間高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交互。搭建了伺服電機(jī)多協(xié)議編碼器校準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對設(shè)計(jì)的零位校準(zhǔn)系統(tǒng)方案開展功能測試,驗(yàn)證了本系統(tǒng)方案的適用性和有效性;對零位校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行了速度跟蹤等性能測試,實(shí)驗(yàn)證明零位校準(zhǔn)后伺服電機(jī)的性能得到了優(yōu)化,證明了課題設(shè)計(jì)的伺服電機(jī)式編碼器零位校準(zhǔn)系統(tǒng)的有效性與*性。 

1037681旋轉(zhuǎn)角加速度編碼器秉銘西克DFS60E-BEAK00360出現(xiàn)為信息感知領(lǐng)域帶來了一場變革?；赪SN的無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)（WMSN）,是一種可感知聲音、圖像等多媒體信息的新型傳感系統(tǒng)。在WMSN中,擁有一個(gè)高效的圖像編碼器是十分重要的。目前常用的圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)中,JPEG編碼算法簡單,占用資源少,可滿足WMSN對芯片面積和功耗的要求。但其壓縮率低的缺點(diǎn),使編碼文件的傳輸對網(wǎng)絡(luò)帶寬產(chǎn)生的壓力。若增大壓縮率,重建圖像質(zhì)量下降嚴(yán)重,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的方塊效應(yīng),人眼無法接受。本文在分析了低壓縮碼率下JPEG編碼的發(fā)展現(xiàn)狀后,確定以算法改進(jìn)作為切入點(diǎn),完成JPEG編碼器的設(shè)計(jì)。采用了近年來提出的全相位反離散余弦雙正交變換替換傳統(tǒng)的離散余弦變換算法,并在此基礎(chǔ)上使用均一量化方式,減少圖像高頻數(shù)據(jù)的丟失；熵編碼后采用標(biāo)準(zhǔn)JPEG文件格式對編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。設(shè)計(jì)完成后,對編碼器進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,在碼率不高于0.25比特每像素的情況下,恢復(fù)圖像的峰值信噪比大于30dB,視覺上可保證較好的圖像質(zhì)量；方塊效應(yīng)強(qiáng)度較傳統(tǒng)JPEG編碼圖像有所降低,降低幅度超過15%；綜合后得到的編碼器面積較傳統(tǒng)JPEG編碼器減小了24%,保證了較小開銷。本文設(shè)計(jì)了一種低開銷的JPEG編碼器,在低壓縮碼率環(huán)境下可保證較好的重建圖像質(zhì)量,并改善碼率降低引起的方塊效應(yīng),較小的編碼文件也更適合在WMSN中傳輸。此課題為WMSN中的圖像處理器提供了設(shè)計(jì)參考,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。