一种使用多个编码器提高反馈精度的装置制造方法及图纸

技术编号:44311973 阅读:4 留言:0更新日期:2025-02-18 20:26
本技术公开了一种使用多个编码器提高反馈精度的装置,属于基于集成电路应用的设计技术领域,包括电源管理模块,所述电源管理模块连接有编码器模块、信号处理模块、信号输出电路;所述编码器模块与信号处理模块连接,信号处理模块与信号输出电路连接;通过上述连接方式,电源管理模块为整个装置提供电源,编码器模块提高电机运动高精度的反馈,信号处理模块对编码器模块的信号进行采集并处理,信号输出电路将合成的信号生成差分信号并输出;本技术不需要对每台装置进行误差测量,直接安装即可使用,能大幅度的提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

[]本技术涉及基于集成电路应用的设计,具体涉及一种使用多个编码器提高反馈精度的装置


技术介绍

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技术介绍
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1、运动控制领域里机械的运动想要达到较高的精度,就需要有高精度的反馈,例如目前普遍使用的光栅编码器。但是当想再进一步提高反馈精度时,就需要用到其他方式来弥补反馈的一些误差,现有的方案需要对每台装置进行误差测量,测量过程中需要用到昂贵的测量仪器,且效率较低,当需要大批量出货时,往往无法满足出货速度,由于每台电机需要补偿的数据都不一样,这就需要在每台驱动器中导入不同的补偿数据,没办法做到统一化;补偿后驱动器和电机即绑定为一体,后期如需更换驱动器或电机均需重新补偿,灵活性会打折扣。并且当原始精度由于受到外界因素变化时,如码盘同心度受到影响或轴承老化磨损,需要重新测量数据并补偿。

2、例如中国专利cn116169901a公开了一种提高多电机同步控制精度的装置及方法,包括上位机、放卷电机m1驱动器、印刷电机m2驱动器、印刷电机m3驱动器、收卷电机m4驱动器、放卷电机m1、印刷电机m2、印刷电机m3、收卷电机m4、放卷电机m1速度传感器、印刷电机m2速度传感器、印刷电机m3速度传感器、收卷电机m4装置设计自适应反演滑模控制器,提高单电机控制系统的跟踪性能;针对多电速度传感器、速度反馈修正补偿模块;该机同步控制系统,采用改进偏差耦合控制策略,利用模型参考辨识方法辨识永磁同步电机的实时转动惯量,并将其发送到速度补偿器以计算可变耦合增益,其输出的同步误差反馈给速度环,以此提高多电机同步控制系统控制精度。

3、但是,其技术存在以下问题,后期如需更换驱动器或电机均需重新补偿,灵活性会打折扣。


技术实现思路

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技术实现思路
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1、针对现有技术所存在的上述缺点,本技术提供了一种使用多个编码器提高反馈精度的装置。

2、为实现上述目的设计一种使用多个编码器提高反馈精度的装置,包括电源管理模块,所述电源管理模块连接有编码器模块、信号处理模块、信号输出电路;所述编码器模块与信号处理模块连接,信号处理模块与信号输出电路连接;

3、所述电源管理模块包括电源提醒电路、3.3v电源电路、2.5v电源电路和1.2v电源电路,电源提醒电路、3.3v电源电路、2.5v电源电路和1.2v电源电路均电连接有5v电源,5v电源与编码器模块、信号输出电路均连接,3.3v电源电路与信号处理模块、信号输出电路均连接,2.5v电源电路与信号处理模块、信号输出电路均连接,1.2v电源电路与信号处理模块连接。

4、进一步地,所述电源提醒电路包括电容c1、电容c5、电阻r1和发光二极管d2;所述电容c1与电容c5并联,电容c1、电容c5均与阻r1、发光二极管d2串联;所述电容c1的一端、电容c5的一端均与5v电源电连接,电容c1的另一端、电容c5的另一端均接地;所述3.3v电源电路包括3.3v电源芯片、电容c2和电容c6;所述3.3v电源芯片的第四引脚与电容c2、电容c6均并联,电容c2和电容c6并联,所述3.3v电源芯片的第一引脚、电容c2的一端、电容c6的一端均接地;3.3v电源芯片的第三引脚与5v电源电连接,电容c2的另一端、电容c6的另一端均输出3.3v电压;所述2.5v电源电路、1.2v电源电路同3.3v电源电路连接方式相同,2.5v电源电路输出为2.2v电压,1.2v电源电路输出为1.2v电压。

5、进一步地,所述编码器模块为编码器;所述编码器设有两组且安装位置相差180度;所述编码器包括光栅信号采集芯片、配置芯片、细分芯片和电容电阻模块;所述光栅信号采集芯片、配置芯片均与细分芯片电连接,光栅信号采集芯片、配置芯片、细分芯片均与5v电源电连接。

6、进一步地,所述光栅信号采集芯片包括a-引脚、a+引脚、b+引脚、b-引脚、z+引脚、z-引脚、led+引脚、led-引脚、ledr引脚、vcca引脚、gnda引脚、sel1引脚、sel2引脚、vcc引脚和gnd引脚;所述a-引脚、a+引脚、z+引脚、z-引脚均与细分芯片(213)电连接,led+引脚设有两个且均与5v电源电连接,led-引脚与ledr引脚电连接,vcca引脚、sel2引脚、vcc引脚均与5v电源电连接,所述sel1引脚设有两个且均接地,所述gnda引脚、gnd引脚均接地;所述配置芯片包括八个引脚;所述第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第七引脚均接地;第八引脚与5v电源电连接,第五引脚、第六引脚均与细分芯片电连接,所述第五引脚、第六引脚均通过电阻与5v电源电连接;所述细分芯片包括二十个引脚,所述细分芯片的第十引脚、第十一引脚分别与配置芯片的第五引脚、第六引脚一一对应电连接,第一引脚与z+引脚电连接,第二引脚与z-引脚电连接,第三引脚a+引脚电连接,第四引脚与a-引脚电连接,第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第七引脚、第八引脚、第五引脚均与电容串联后并联,第五引脚与、第六引脚并联后接地,第七引脚与b+电连接,第八引脚与b-电连接,所述第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十八引脚、第十九引脚均通过电阻与信号处理模块连接,第十六引脚接地,第十七引脚接5v电源。

7、进一步地,所述编码器还包括电容电阻模块;所述电容电阻模块包括6个电容和2个电阻;所述6个电容均和2个电阻串联,6个电容依次并联,6个电容的一端均接地,其另一端均与5v电源电连接。

8、进一步地,所述信号处理模块包括fpga芯片、复位电路、晶振电路和数据配置电路;fpga芯片的输入端与两组编码器的输出端、复位电路的输出端、晶振电路的输出端、3.3v电源电路、2.5v电源电路、1.2v电源电路均电连接,fpga芯片的输出端与信号输出电路连接;复位电路、晶振电路的输入端均与3.3v电源电路电连接,数据配置电路与3.3v电源电路、2.5v电源电路均电连接。

9、进一步地,所述fpga芯片的引脚连接有数据配置电路,所述a1引脚、a16引脚、c4引脚、c7引脚、c10引脚、c13引脚、e3引脚、e14引脚、f4引脚、g3引脚、g14引脚、h5引脚、h12引脚、h14引脚、k3引脚、k14引脚、m3引脚、m14引脚、p4引脚、p7引脚、p10引脚、p13引脚、t1引脚、t16引脚均与3.3v电源电路电连接,所述d13引脚、g6引脚、g7引脚、g8引脚、g9引脚、g10引脚、h6引脚、h11引脚、k7引脚、n4引脚与1.2v电源电路均电连接,所述f12引脚、l5引脚均与2.5v电源电路电连接;所述b2引脚、b15引脚、c5引脚、c12引脚、d5引脚、d7引脚、d10引脚、e4引脚、e12引脚、e13引脚、f1引脚、f2引脚、g4引脚、g5引脚、h7引脚、h8引脚、h9引脚、h10引脚、h13引脚、h15引脚、h16引脚、j3引脚、j7引脚、j8引脚、j9引脚、j10引脚、k4引脚、k13引脚、m4引脚、m5引脚、m13引脚、n7引脚、n10引脚、p5引脚、p12引脚、r2引脚、r本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种使用多个编码器提高反馈精度的装置,包括电源管理模块(1),其特征在于:所述电源管理模块(1)连接有编码器模块(2)、信号处理模块(3)、信号输出电路(4),所述编码器模块(2)与信号处理模块(3)连接,信号处理模块(3)与信号输出电路(4)连接;

2.根据权利要求1所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述电源提醒电路(11)包括电容C1、电容C5、电阻R1和发光二极管D2;所述电容C1与电容C5并联,电容C1、电容C5均与阻R1、发光二极管D2串联;所述电容C1的一端、电容C5的一端均与5V电源电连接,电容C1的另一端、电容C5的另一端均接地;所述3.3V电源电路(12)包括3.3V电源芯片、电容C2和电容C6;所述3.3V电源芯片的第四引脚与电容C2、电容C6均并联,电容C2和电容C6并联,所述3.3V电源芯片的第一引脚、电容C2的一端、电容C6的一端均接地;3.3V电源芯片的第三引脚与5V电源电连接,电容C2的另一端、电容C6的另一端均输出3.3V电压;所述2.5V电源电路(13)、1.2V电源电路(14)同3.3V电源电路(12)连接方式相同,2.5V电源电路(13)输出为2.2V电压,1.2V电源电路(14)输出为1.2V电压。

3.根据权利要求2所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述编码器模块(2)为编码器(21);所述编码器(21)设有两组且安装位置相差180度;所述编码器(21)包括光栅信号采集芯片(211)、配置芯片(212)、细分芯片(213)和电容电阻模块(214);所述光栅信号采集芯片(211)、配置芯片(212)均与细分芯片(213)电连接,光栅信号采集芯片(211)、配置芯片(212)、细分芯片(213)均与5V电源电连接。

4.根据权利要求3所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述光栅信号采集芯片(211)包括A-引脚、A+引脚、B+引脚、B-引脚、Z+引脚、Z-引脚、LED+引脚、LED-引脚、LEDR引脚、VCCA引脚、GNDA引脚、SEL1引脚、SEL2引脚、VCC引脚和GND引脚;所述A-引脚、A+引脚、Z+引脚、Z-引脚均与细分芯片(213)电连接,LED+引脚设有两个且均与5V电源电连接,LED-引脚与LEDR引脚电连接,VCCA引脚、SEL2引脚、VCC引脚均与5V电源电连接,所述SEL1引脚设有两个且均接地,所述GNDA引脚、GND引脚均接地;所述配置芯片(212)包括八个引脚;所述第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第七引脚均接地;第八引脚与5V电源电连接,第五引脚、第六引脚均与细分芯片(213)电连接,所述第五引脚、第六引脚均通过电阻与5V电源电连接;所述细分芯片(213)包括二十个引脚,所述细分芯片(213)的第十引脚、第十一引脚分别与配置芯片(212)的第五引脚、第六引脚一一对应电连接,第一引脚与Z+引脚电连接,第二引脚与Z-引脚电连接,第三引脚A+引脚电连接,第四引脚与A-引脚电连接,第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第七引脚、第八引脚、第五引脚均与电容串联后并联,第五引脚与、第六引脚并联后接地,第七引脚与B+电连接,第八引脚与B-电连接,所述信号处理模块(3)通过电阻分别与第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十八引脚、第十九引脚连接,第十六引脚接地,第十七引脚接5V电源。

5.根据权利要求4所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述编码器(21)还包括电容电阻模块(214);所述电容电阻模块(214)包括6个电容和2个电阻;所述6个电容均和2个电阻串联,6个电容依次并联,6个电容的一端均接地,其另一端均与5V电源电连接。

6.根据权利要求5所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述信号处理模块(3)包括FPGA芯片(31)、复位电路(32)、晶振电路(33)和数据配置电路(34);FPGA芯片(31)的输入端与两组编码器的输出端、复位电路(32)的输出端、晶振电路(33)的输出端、3.3V电源电路(12)、2.5V电源电路(13)、1.2V电源电路(14)均电连接,FPGA芯片(31)的输出端与信号输出电路(4)连接;复位电路(32)、晶振电路(33)的输入端均与3.3V电源电路(12)电连接,数据配置电路(34)与3.3V电源电路(12)、2.5V电源电路(13)均电连接。

7.根据权利要求6所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述FPGA芯片(31)的引脚连接有数据配置电路(34),所述3.3V电源电路(12)分别与A1引脚、A16引脚、C4引脚、C7引脚、C10引脚...

【技术特征摘要】

1.一种使用多个编码器提高反馈精度的装置,包括电源管理模块(1),其特征在于:所述电源管理模块(1)连接有编码器模块(2)、信号处理模块(3)、信号输出电路(4),所述编码器模块(2)与信号处理模块(3)连接,信号处理模块(3)与信号输出电路(4)连接;

2.根据权利要求1所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述电源提醒电路(11)包括电容c1、电容c5、电阻r1和发光二极管d2;所述电容c1与电容c5并联,电容c1、电容c5均与阻r1、发光二极管d2串联;所述电容c1的一端、电容c5的一端均与5v电源电连接,电容c1的另一端、电容c5的另一端均接地;所述3.3v电源电路(12)包括3.3v电源芯片、电容c2和电容c6;所述3.3v电源芯片的第四引脚与电容c2、电容c6均并联,电容c2和电容c6并联,所述3.3v电源芯片的第一引脚、电容c2的一端、电容c6的一端均接地;3.3v电源芯片的第三引脚与5v电源电连接,电容c2的另一端、电容c6的另一端均输出3.3v电压;所述2.5v电源电路(13)、1.2v电源电路(14)同3.3v电源电路(12)连接方式相同,2.5v电源电路(13)输出为2.2v电压,1.2v电源电路(14)输出为1.2v电压。

3.根据权利要求2所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述编码器模块(2)为编码器(21);所述编码器(21)设有两组且安装位置相差180度;所述编码器(21)包括光栅信号采集芯片(211)、配置芯片(212)、细分芯片(213)和电容电阻模块(214);所述光栅信号采集芯片(211)、配置芯片(212)均与细分芯片(213)电连接,光栅信号采集芯片(211)、配置芯片(212)、细分芯片(213)均与5v电源电连接。

4.根据权利要求3所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述光栅信号采集芯片(211)包括a-引脚、a+引脚、b+引脚、b-引脚、z+引脚、z-引脚、led+引脚、led-引脚、ledr引脚、vcca引脚、gnda引脚、sel1引脚、sel2引脚、vcc引脚和gnd引脚;所述a-引脚、a+引脚、z+引脚、z-引脚均与细分芯片(213)电连接,led+引脚设有两个且均与5v电源电连接,led-引脚与ledr引脚电连接,vcca引脚、sel2引脚、vcc引脚均与5v电源电连接,所述sel1引脚设有两个且均接地,所述gnda引脚、gnd引脚均接地;所述配置芯片(212)包括八个引脚;所述第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第七引脚均接地;第八引脚与5v电源电连接,第五引脚、第六引脚均与细分芯片(213)电连接,所述第五引脚、第六引脚均通过电阻与5v电源电连接;所述细分芯片(213)包括二十个引脚,所述细分芯片(213)的第十引脚、第十一引脚分别与配置芯片(212)的第五引脚、第六引脚一一对应电连接,第一引脚与z+引脚电连接,第二引脚与z-引脚电连接,第三引脚a+引脚电连接,第四引脚与a-引脚电连接,第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第七引脚、第八引脚、第五引脚均与电容串联后并联,第五引脚与、第六引脚并联后接地,第七引脚与b+电连接,第八引脚与b-电连接,所述信号处理模块(3)通过电阻分别与第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十八引脚、第十九引脚连接,第十六引脚接地,第十七引脚接5v电源。

5.根据权利要求4所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述编码器(21)还包括电容电阻模块(214);所述电容电阻模块(214)包括6个电容和2个电阻;所述6个电容均和2个电阻串联,6个电容依次并联,6个电容的一端均接地,其另一端均与5v电源电连接。

6.根据权利要求5所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述信号处理模块(3)包括fpga芯片(31)、复位电路(32)、晶振电路(33)和数据配置电路(34);fpga芯片(31)的输入端与两组编码器的输出端、复位电路(32)的输出端、晶振电路(33)的输出端、3.3v电源电路(12)、2.5v电源电路(13)、1.2v电源电路(14)均电连接,fpga芯片(31)的输出端与信号输出电路(4)连接;复位电路(32)、晶振电路(33)的输入端均与3.3v电源电路(12)电连接,数据配置电路(34)与3.3v电源电路(12)、2.5v电源电路(13)均电连接。

7.根据权利要求6所述的使用多个编码器提高反馈精度的装置,其特征在于:所述fpga芯片(31)的引脚连接有数据配置电路(34),所述3.3v电源电路(12)分别...

【专利技术属性】
技术研发人员:耿新红李炯付芳伟
申请(专利权)人:上海奥茵绅机电科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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