基于柵欄圖像篩選的直線電機(jī)動(dòng)子位置檢測(cè)方法研究.pdf

1、在直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)中，直線電機(jī)動(dòng)子位置的快速準(zhǔn)確檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)精密定位的關(guān)鍵，是現(xiàn)代直線電機(jī)的研究熱點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)的用于獲取直線電機(jī)動(dòng)子位置信息的方法有很多，但是容易受到外界環(huán)境干擾或者傳感器件本身性能的影響，實(shí)際應(yīng)用效果并不理想。圖像測(cè)量技術(shù)是多種學(xué)科結(jié)合的新興技術(shù)，具有非接觸、高精度、測(cè)量對(duì)象廣、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，在位置檢測(cè)領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。本課題針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)方式存在的缺陷和實(shí)際測(cè)量要求，圍繞直線電機(jī)動(dòng)子位置檢測(cè)的圖像測(cè)量

2、方法進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　1、介紹了目前實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)位置檢測(cè)的方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，闡述了圖像測(cè)量技術(shù)的思想，以及圖像測(cè)量技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在位置檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有不可取代的優(yōu)勢(shì)，由此引出了本課題的研究背景和主要內(nèi)容。
　　2、研究了直線電機(jī)動(dòng)子位置檢測(cè)的圖像像素級(jí)測(cè)量算法原理和實(shí)現(xiàn)思想，通過仿真實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證了該算法的性能，根據(jù)直線電機(jī)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了直線電機(jī)動(dòng)子位置檢測(cè)平臺(tái)，并對(duì)圖像像

3、素級(jí)測(cè)量算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和誤差分析。
　　3、針對(duì)圖像像素級(jí)測(cè)量算法存在的測(cè)量誤差，提出以圖像亞像素級(jí)測(cè)量算法進(jìn)行誤差修正，對(duì)圖像亞像素級(jí)測(cè)量算法的原理和可行性進(jìn)行分析研究，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了采用圖像像素級(jí)和亞像素級(jí)結(jié)合的方法用于位置檢測(cè)有很好的測(cè)量效果。
　　4、對(duì)圖像測(cè)量算法進(jìn)行抗干擾性分析，得到算法抗干擾性的強(qiáng)弱與圖像信息特征存在映射關(guān)系，提出通過構(gòu)造柵欄圖像的方法對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化。
　　5、根據(jù)圖像灰度梯度和與

4、圖像抗干擾性的映射關(guān)系，闡述了生成柵欄圖像的理論依據(jù);分析了柵欄圖像周期性特點(diǎn)對(duì)抗干擾性的影響，提出了柵欄圖像的篩選方法;采用柵欄圖像條紋寬度序列的相關(guān)數(shù)組系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差為雙重度量函數(shù)，對(duì)不合格的柵欄圖像進(jìn)行剔除，確定最終選取柵欄圖像，設(shè)計(jì)一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法的有效性;對(duì)最終選取的柵欄圖像進(jìn)行抗噪聲和部分遮擋能力的仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明最終選取的柵欄圖像具有很強(qiáng)的抗干擾性能，用于直線電機(jī)動(dòng)子位置檢測(cè)的測(cè)量誤差更小，驗(yàn)證了采用柵欄圖像篩選方法