激光跟蹤系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計.pdf

1、基于球坐標(biāo)法測量原理的激光跟蹤干涉坐標(biāo)測量系統(tǒng)，具有測量范圍大、動態(tài)、可現(xiàn)場實時測量等特點，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出距離和利用兩個編碼器測出兩個角度，實現(xiàn)對空間運動目標(biāo)點的三維坐標(biāo)實時測量。本論文基于球坐標(biāo)法工作原理，以二維枕形PSD為光電位置探測器，設(shè)計了激光跟蹤坐標(biāo)測量系統(tǒng)中的硬件電路，包括PSD信號采集與處理和伺服跟蹤控制的硬件與軟件設(shè)計。主要工作內(nèi)容如下：
　　 ⑴進(jìn)行了PSD信號

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

3、、光斑重心位置坐標(biāo)的計算和數(shù)據(jù)輸出功能，采用數(shù)字電路實現(xiàn)了對PSD信號的處理。
　　 ⑷利用Verilog HDL語言對跟蹤控制板FPGA編程，實現(xiàn)了其對光柵尺讀數(shù)頭輸出信號的處理、時鐘分頻輸出以及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，對其編程實現(xiàn)了與信號采集板FPGA的通訊以及對伺服電機的控制。
　　 ⑹實驗證明，PSD及其處理電路在PSD中心4mm2范圍