电梯光电编码器接口转换技术研究

摘要

如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具，而且作为载人工具，人们首先会关注它的安全质量问题，其次对它运行的平稳性、高速性、准确性、舒适性等一系列动、静态性能也提出了更高的要求。光电旋转编码器是用于电梯控制系统的关键部件，它能否实时、准确地反馈电动机转子角度信息至关重要。
　　本文针对一款电梯控制系统常用的光电编码器---海德汉ERN1387进行了接口转换技术的研究。ERN1387是光电增量旋转编码器，它的优点是传输出连续的增量信号，除了能够提供普通增量编码器传输的A、B、R三路信号外还提供了C、D两路信号，它的线数是2048，精度能够达到±20″，是电梯控制系统中的一种高精度编码器。在对编码器输出的信号进行处理过程中，关键技术是电子学细分技术，它包括硬件细分和软件细分，其中软件细分是本文讨论的重点。硬件细分包括信号放大器、模数转换和数字运算三个部分。而软件细分的方法有多种，本文介绍了几种软件细分方法，选择了其中的正切插值细分算法对实际电动机编码器传输出的信号进行细分处理，通过STM32微控制器实现8倍细分。机电联调实验表明本文设计的编码器接口电路和软件细分程序是可行的，并对实验结果进行了误差分析。

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第一章 绪论

1.1 选题背景和研究目的意义

1.2 接口转换技术概述

1.3 论文主要研究内容与章节安排

1.3.1 论文主要研究内容

1.3.2 论文章节安排

第二章 光电编码器

2.1 编码器的简介及其分类

2.1.1 按工作原理分类

2.1.2 按测量方式分类

2.1.3 按输出信号类型分类

2.1.4 按码盘分类

2.2 光电编码器工作原理及国内外发展现状

2.2.1 光电编码器的工作原理

2.2.2 光电编码器的国内外发展现状

2.3 适用于电梯控制系统的光电编码器

2.3.1适用于电梯控制系统的光电编码器应具备的性能

2.3.2海德汉ERN1387编码器

第三章 光电编码器接口转换电路设计

3.1 接口转换电路整体结构

3.2 各级电路器件选择与设计

3.2.1 放大电路的设计

3.2.2 脉冲调制电路的设计

3.2.3 光耦隔离电路的设计

第四章 编码器细分技术及转换软件设计

4.1 细分技术

4.1.1 细分技术简介

4.1.2细分技术研究现状

4.1.3 正切插值细分算法

4.2 转换软件设计

4.2.1 细分软件模块

4.2.2 相敏软件模块

4.2.3 通信软件模块

第五章 实验结果及分析

5.1 硬件波形处理实验结果

5.2 MATLAB仿真及实验结果分析

5.2.1 MATLAB仿真结果分析

5.2.2 实际实验数据结果分析

5.3 误差分析及误差补偿

5.3.1 误差分析

5.3.2 误差补偿

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 设计成果照片

致谢