激光跟蹤系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì).pdf

1、基于球坐標(biāo)法測(cè)量原理的激光跟蹤干涉坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，具有測(cè)量范圍大、動(dòng)態(tài)、可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量等特點(diǎn)，在航天航空等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其基本原理是利用激光干涉儀測(cè)出距離和利用兩個(gè)編碼器測(cè)出兩個(gè)角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)測(cè)量。本論文基于球坐標(biāo)法工作原理，以二維枕形PSD為光電位置探測(cè)器，設(shè)計(jì)了激光跟蹤坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中的硬件電路，包括PSD信號(hào)采集與處理和伺服跟蹤控制的硬件與軟件設(shè)計(jì)。主要工作內(nèi)容如下：
　　 ⑴進(jìn)行了PSD信號(hào)

2、采集板硬件電路的設(shè)計(jì)，包括PSD光電流信號(hào)的I/V轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大電路、信號(hào)的A/D采集和轉(zhuǎn)換電路以及信號(hào)處理電路，為后續(xù)控制電路靈活處理提供了硬件平臺(tái)。
　　 ⑵進(jìn)行了跟蹤控制板硬件電路的設(shè)計(jì)，包括DSP和跟蹤控制板FPGA的配置電路、光柵尺信號(hào)處理電路、光耦隔離電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、網(wǎng)口通訊電路以及CPU與各個(gè)外圍設(shè)備的接口電路。
　　 ⑶利用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)信號(hào)采集板FPGA編程，實(shí)現(xiàn)了其對(duì)AD信號(hào)的采集

3、、光斑重心位置坐標(biāo)的計(jì)算和數(shù)據(jù)輸出功能，采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)PSD信號(hào)的處理。
　　 ⑷利用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)跟蹤控制板FPGA編程，實(shí)現(xiàn)了其對(duì)光柵尺讀數(shù)頭輸出信號(hào)的處理、時(shí)鐘分頻輸出以及D/A模塊的并行通訊轉(zhuǎn)串行通訊功能。
　　 ⑸系統(tǒng)采用TMS320F2812作為主要控制芯片，對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)了與信號(hào)采集板FPGA的通訊以及對(duì)伺服電機(jī)的控制。
　　 ⑹實(shí)驗(yàn)證明，PSD及其處理電路在PSD中心4mm2范圍