基于DSP的光电编码器、旋转变压器精度检测。

精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部精度检测卡文件标识当前版本V10作者张国鑫文件状态草稿文件正式文件更改正式文件完成日期2013417精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部修改记录日期修改人改动涉及部分或页码版本改动内容精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1目录1、设计目标12、机械结构及安装221、旋转变压器的结构及安装2211、旋转变压器的结构2212、旋转变压器输出方式4213、旋转变压器的安装及误差422、光电编码器的结构及安装5221、光电编码器的结构5222、光电编码器的安装623、精度检测实验安装方式63、信号接口831、旋转变压器信号线接口832、光电编码器信号线接口1033、LCD显示接口114、硬件设计1241、DSP资源分配1242、原理图12421、光电编码器部分12422、旋变解码芯片部分13423、显示部分13424、DSP芯片原理图1443、PCB制版1544、硬件实物图165、软件设计1751、算法原理1752、算法流程图1853、时序图19531、LCD模块时序图19532、旋变解码芯片时序图19533、光电编码器时序图20534、精度检测流程图216、实验调试2261、显示模块调试2262、光电编码器调试2663、旋变角度采样调试32631、读写调试32632、激励信号33精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部2633、旋变角度3464、精度检测调试37641、不同转速下的最大误差37642、单次最大误差研究41642、定转速下误差研究42643、检测频率及显示频率447、讨论事项4571、硬件方面4572、软件方面4573、设计方面458、改进及优化46精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部11、设计目标旋转变压器精度检测系统主要应用于潜油项目，目的在于检测旋转变压器在电机上安装的精度并予以显示。根据需要，本次设计采用ADI公司的AD2S1210旋转变压器解码芯片（以下简称为旋变解码芯片）和TI的DSP28069来实现旋变解码和精度检测的功能。其中旋变解码器将绝对式角度信号通过SPI通讯方式发送至DSP，光电编码器将增量式角度信号经过电平转换芯片后发送至DSP。精度检测的方法是以光电编码器为基准，将光电编码器采样的数据和旋转变压器解码芯片得到的数据做差，认为得到的差值就是旋转变压器的精度。最后将精度通过LCD显示。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部22、机械结构及安装21、旋转变压器的结构及安装211、旋转变压器的结构根据转子电信号引进、引出的方式，分为有刷旋转变压器（如图21）和无刷旋转变压器（如图22）。有刷点击的转子绕组通过滑环和电刷直接引出，其特点是结构简单，体积小，但因电刷与滑环是机械滑动接触的，所以旋转变压器的可靠性差，寿命也较短。图21有刷旋转变压器结构图图22无刷旋转变压器结构图目前无刷旋转变压器有两种结构形式。一种称作环形变压器式无刷旋转变压器，另一种称作磁阻式旋转变压器。（1）环形变压器式无刷旋转变压器（如图23）环形变压器式无刷旋转变压器在结构上和有刷旋转变压器一样。它的一个绕组在定子上，一个在转子上，同心放置。转子上的环形变压器绕组和作信号变换的转子绕组相联，它的电信号的输入输出由环形变压器完成。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部3图23无刷式旋转变压器（2）磁阻式旋转变压器（如图24）磁阻式旋转变压器的励磁绕组和输出绕组放在同一套定子槽内，固定不动。但励磁绕组和输出绕组的形式不一样。两相绕组的输出信号，仍然应该是随转角作正弦变化、彼此相差90度电角度的电信号。图24磁阻式旋转变压器（3）多极旋转变压器（如图25）图25是共磁路结构，粗、精机定、转子绕组公用一套铁心。粗机，是指单对磁极的旋转变压器，精度低；精机，是指多对磁极的旋转变压器，精度高。图25多极旋转变压器结构示意精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部4212、旋转变压器输出方式根据信号输出的方式，分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、特种函数旋转变压器。1）正余弦旋转变压器正余弦旋转变压器在定子槽中分别布置有两个空间互成90的绕组，一个是定子激磁绕组，一个为定子交轴绕组补偿，两套绕组的结构是完全相同的。在转子槽中也分别布置有两个空间互成90的绕组，一个正弦输出绕组，一个余弦输出绕组，两套绕组的结构是完全相同的。正余弦旋转变压器的输出电压与转子转角成正余弦函数关系。2）线性旋转变压器输出电压与转角成正比的旋转变压器叫做线性旋转变压器。3）特种函数旋转变压器特种函数旋转变压器就是输出电压与旋转角度成特殊函数关系，该种变压器通用性小。213、旋转变压器的安装及误差旋转变压器的安装可以分为两种（1）旋转变压器安装在机壳内优点是可以缩短电机和旋变的总长度；缺点是因电机漏磁易引起温升；同时，也不易于产品维护。（2）旋转变压器安装在机壳外优点是不易受电机温升和电磁干扰影响；同时，也比较便于维护；缺点是延长了电机主体长度。旋转变压器的安装误差一般可分为三种（1）径向跳动图26径向跳动误差应在003MM以内。（2）垂直度精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部5图27垂直度误差应在003MM以内。（3）轴向调整图28轴向调整轴向间隙误差应在025MM以内。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部622、光电编码器的结构及安装221、光电编码器的结构增量式光电编码器主要由光源、码盘（如图29）、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成（如图210）。图29光电编码器码盘图210光电编码器结构码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期；检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90电度角。当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差90电度角的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，可以得到被测轴的转角或速度信息。222、光电编码器的安装光电编码器安装在主轴，与钢辊同步，即钢辊转动一周，光电编码器转动一周。要求转动平稳无震动，高速旋转时不打滑。安装同旋转变压器。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部723、精度检测实验平台介绍多摩川的TS2640N321E64是一种新型无刷旋转变压器。作为旋变它们具有固定特征，无刷设计，对噪声、振动、撞击和高温不敏感。旋转变压器的结构属于环形变压器式，输出方式是正余弦。旋转变压器安装在电机的尾轴，在机壳外面。（图211，图212）图211多摩川的旋转变压器图212多摩川的旋转变压器输入电压/频率光电编码器是美国DYNAPAR公司的，精度是13位，即8192PPR（脉冲数每转）。通过一个轴套安装在输出轴。通过支架固定在电机上。如图213精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部8图213实验中编码器安装实物图精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部93、信号接口31、旋转变压器信号线接口旋转变压器的解码芯片用的是ADI公司的AD2S1210。主要功能和特点是最大跟踪速率3125RPS精度25弧分25弧分分辨率10/12/14/16可选可选的并行端口和串行端口绝对的位置输出和角度输出仿真增量AB相输出兼容DSP的SPI接口具体引脚以及跟DSP连接情况见表31表31旋变解码芯片引脚功能及与DSP连线引脚名称I/O功能描述备注1、48RES0、RES1I分辨率选择、逻辑输入。对AD2S1210分辨率进行编程硬件拉高2/CSI片选、低电平有效，保持低电平时，器件使能。DSPI/O3/RDI边沿触发的逻辑输入、/SOE引脚为高电平时，该引脚用作并行输出D15D0的帧同步信号和输出使能信号。/CS和/RD保持低电平时、输出缓冲期使能。/SOE引脚为低电平时，/RD引脚应保持高电平硬件拉高4/WR、/FSYNCI边沿触发的逻辑输入、/SOE引脚为高电平时，该引脚用作并行输入D7D0的帧同步信号和输入使能信号。/CS和/WR、/FSYNC保持低电平时、输入缓冲期使能。/SOE引脚为低电平时，该引脚用作串行数据总线的帧同步信号和使能信号。DSPI/O5、19DGND数字地数字地6DVDD数字电源电压，接5V电源7CLKINI时钟输入，AD2S1210的额定输入频率范围为6144MHZ到1024MHZ晶振8XTALOUTO晶振输出9/SOEI串行输出使能、逻辑输入。/SOE低电平时，为串行输出、/SOE高电平时，为并行输出硬件拉低10/SAMPLEI采样结果，逻辑输入。/SAMPLE信号有高电平至低电平的转换后，数据从位置和速度DSPI/O精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部10积分器传送到位置和速度寄存器。故障寄存器也会进行更新。11DB15、SDOO/SOE引脚为高电平时，该引脚用做DB15。/SOE引脚为低电平时，该引脚用做SDO。在SCLK的各个上升沿输出数据。SDO12DB14、SDII/O/SOE引脚为高电平时，该引脚用做DB14。/SOE引脚为低电平时，该引脚用做SDI。在SCLK的各个下降沿输入数据。SDI13DB13、SCLKI/O并行模式下，该引脚用作DB13，串行模式下，该引脚用做SCLK，用做串行时钟输入。SCLK1417DB12DB9O数据输出引脚硬件拉高18VDRIVEI逻辑电源输入，此引脚的电源电压决定逻辑接口的工作电压，对此引脚去耦接至DGND。电压范围为23525V接33V20DB8O数据输出引脚硬件拉高2128DB7DB0I/O由/CS、/RD、/WR、/FSYNC引脚控制数据输入输出硬件拉高29AO增量式编码器仿真输出ADSPI/O30BO增量式编码器仿真输出BDSPI/O31NMONORTHMARKER增量式仿真输出32DIRO逻辑输出，DIR输出指示输入旋转的方向，旋转角度不断增大时，为高电平33/RESETI复位，逻辑输入。需要复位芯片。接复位芯片34LOTO跟踪丢失，逻辑输出35DOSO信号降级、当旋变输入超过规定的DOS正弦、余弦阀值时，或当正弦输入电压与余弦输入电压失配时，就会检测到信号降级。DOS引脚为低电平。36A1I选择模式DSPI/O37A0I选择模式DSPI/O38EXCO激励频率、片上振荡器向旋变提供正弦波激励信号（EXC）及互补信号（/EXC）39/EXCO互补激励信号40AGND模拟地模拟地41SINI差分对SIN/SINLO的正模拟输入42SINLOI差分对SIN/SINLO的负模拟输入43AVDD模拟电源模拟电源44COSLOI差分对COS/COSLO的负模拟输入45COSI差分对COS/COSLO的正模拟输入46REFBYP基准电压旁路47REFOUT基准电压输出精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部11旋转变压器输出线（图31）（表32）图31表32PINFUNCTIONCABLEWIRECOLOR1EXCYELLOW/WHITE2/EXCRED/WHITE3COSLORED4COSBLACK5SINLOYELLOW6SINBLUE连线为旋转变压器解码芯片AD2S1210的EXC和EXC引脚通过一个缓冲电路连接旋转变压器的激励输入端，旋转变压器的正余弦信号输出端分别连接到旋转变压器解码芯片AD2S1210的SINLO、SIN、COSLO、COS引脚。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1232、光电编码器信号线接口光电编码器的输出线一共16根，见表33表33光电编码器输出线PINFUNCTIONCABLEWIRECOLOR1VCCRED2UBROWN3GNDBLACK4VGRAY5ABLUE6WWHITE7ABLUE/BLACK8NONENONE9BGREEN10UBROWN/BLACK11BGREEN/BLACK12VGRAY/BLACK13ZVIOLET14WWHITE/BLACK15ZVIOLET/BLACK16NONENONE其中电源线连接到DSP控制板的电源接口，A、A通过光耦HCPL0630再通过电平转换芯片连接到DSP的EQEP1_A引脚。B、B通过光耦HCPL0630再通过电平转换芯片连接到DSP的EQEP1_B引脚。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1333、LCD显示接口LCD的引脚见表34表34LCD12864引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1GND模块的电源地2VCC模块的电源正端3V0LCD驱动电压输入端4RSCSH/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/WSIDH/L并行的读写选择信号；串行的数据口6ECLKH/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择H并行；L串行16NC空脚17/RSTH/L复位，低电平有效18VOUT倍压输出脚（VDD33V有效）19LED_A背光源正极（LED3V）20LED_K背光源负极（LEDOV）精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部144、硬件设计41、DSP资源分配DSP28069资源（具体参数见芯片DATASHEET和资源分配表）共58个复用GPIO口；两路SPI；两路EQEP；16路AD采样通道；12路EPWM输出口；一路CAN总线；一路SCI；一路IIC；需求旋变解码芯片需要一路SPI和7个普通PGIO口；光电编码器需要一路EQEP；LCD显示模块需要用到11个普通GPIO口；开关输入量需要2个GPIO口。此次实验将DSP的SPIA模块以及7个普通GPIO口用于转变解码芯片AD2S1210；DSP的EQEP1模块用于光电编码器；11个普通GPIO口用于LCD显示模块。2个普通GPIO口用于开关量输入。除去以上开销，DSP还剩下16个普通GPIO口、一个SPI模块、一个EQEP模块。可以用于精度检测卡的扩展。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1542、原理图421、光电编码器部分图41光电编码器部分电路如图41所示，最左边的是标定卡接口，通过该接口输入A、A、B、B、C、C三组信号，这三组信号经过光耦HCPL0630，再将5V的信号送入电平转换芯片。有电平转换芯片将5V的信号降压成33V的信号，然后将信号送至DSP。422、旋变解码芯片部分DGNV5ARES1/WOMPL0ICX23FY46KIN7TOUT89BDRVEUS_JH图42旋变解码芯片部分的电路精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1612VGNDEXC/3BQ7P_846SILO5JUTA09、HUFRKP图43激励信号缓冲电路将旋变解码芯片产生的激励信号通过一个缓冲电路（图43）送至旋转变压器，然后将旋转变压器输出的正余弦信号送回至旋变解码芯片AD2S1210。旋变解码芯片通过对输入得到的正余弦信号，计算出电机主轴当前的绝对角度及电机的转速。然后将角度和转速通过SPI通讯送至DSP。423、显示部分EADR图44LCD预留GPIO口DSP留出11个普通GPIO口供LCD使用，其中8路为并口数据线，3路为控制信号。具体原理图参见项目工程文件。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部17424、DSP芯片原理图图45DSP28069芯片原理图GPIO42/EWM8ATZ1CU3QFSXRDBV50679NHLKY_FGEDCBA显示模块INOUTRVSJP图46精度检测卡原理图图46为精度检测卡的全部原理图，当初设计的时候考虑到用LED数码管显示精度，由于考虑到DSP的另外一个SPI模块可能用于其他编码器或外设模块（例手操器），所以用DSP的16个GPIO来控制8个LED数码管的显示。该种方法编程比较繁琐，可显示的内容有限，后选择用LCD来代替显示部分。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1843、PCB制版图47PCB正面图48PCB反面图47和图48为PCB板的正面和反面3D模拟图。PCB布局具体参数为PCB设计为2层板；DSP部分的信号线走线宽度为10MIL；旋变解码芯片部分的信号走线宽度为20MIL；电源线走线宽度为40MIL；信号线走线过孔最小为内径10MIL，直径20MIL；电源线走线过孔最小为内径20MIL，直径50MIL；模拟电路和数字电路分开；除了DSP芯片管脚附近的走线间距为025MM，所有信号线走线间距在15MIL以上。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部1944、硬件实物图图49实物图LCD接口JTAG接口旋转变压器接口数码管显示光电编码器接口旋变12V供电5V供电接口精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部205、软件设计51、算法原理首先分别求得光电编码器当前的角度读数和旋转变压器当前的角度读数，然后求得光电编码器当前角度和前一刻角度的差值以及旋转变压器当前的角度和前一刻角度的差值。接着将每次求得的差值求和，。最后将光电编码器和旋转变压器的差值累加值相减就是误差值。ERROR。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部2152、算法流程图开始旋转变压器故障检测是否存在故障是读旋转变压器当前角度读光电编码器当前角度计算光电编码器角度差值0否否32768是是65536否计算旋转变压器角度差值0否32768是是65536否NUMNUM1NUM16ERR否是ERRERR_NERR_NERRERRERR_PERR_PERRERR_PPERR_NERR_P否否否是是00更新角度更新角度精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部2253、时序图531、LCD模块时序图LCD显示器的型号是LCM12864R。具体功能如下可以显示汉字及图形；内置8192个汉字（1616点阵）；128个字符（816点阵）；64256点阵显示RAM；配置LED背光；具有光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等功能。该LCD的通讯方式有8位或4位并行以及3位串行。这次实验用到的是8位并行。时序图如下图51并口通讯模式写入时序图图52并口通讯模式读数时序图对于LCD操作，可以将相应的地址和数据发送至LCD，也可以将之前写入的数据读出来。但对于这次的精度检测实验来说，只需要将检测出来的数据发送至LCD并显示即可，只需要简单的配置LCD，然后将地址和数据发送到LCD，用不到回读操作。从写入时序图中看出，对于写入操作R/W信号可以持续保持拉低状态。RS信号当发送数据时拉高，发送指令时拉低。使能信号为一个有效的下降沿。数据信号为八个GPIO口同时输出。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部23532、旋变解码芯片时序图实验用的旋转变压器解码芯片是ADI公司的AD2S1210，该芯片的最大跟踪速率3125RPS，分辨率为10/12/14/16，由用户设置。时序图如下图53串口通讯模式写入时序图图54串口通讯模式读数时序图时序图中A0、A1为工作模式的设定，如图613图613配置模式设置/CS为片选信号，根据时序图，片选信号可以一直保持低电平。WR/FSYNC信号为低电平写入有效信号。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部24533、光电编码器时序图实验用的光电编码器是美国DYNAPAR公司的，精度是13位的，即8192PPR。光电编码器模块，硬件电路连接对了，配置好相应的寄存器，然后将读数从相应的寄存器中读数来就可以了。EQEP模块采集的是脉冲的上升沿、下降沿，也就是对脉冲4倍频。所以电机旋转一圈的精度是215，即32768。脉冲计数时序图如下图55光电编码器计数时序图时序图中，PHASEA和PHASEB为光电编码器发送的脉冲，COUNT和UP/DN信号实际上是不存在的，它是DSP根据PHASEA和PHASEB信号计算出来的结果。COUNT信号表示当PHASEA信号超前PHASEB信号90度时（即顺时针旋转），DSP每检测到一个脉冲的上升沿或下降沿将计数增加1，当PHASEA信号落后PHASEB信号90度时（即逆时针旋转），DSP每检测到一个脉冲的上升沿或下降沿将计数减少1。UP/DN信号表示当PHASEA信号超前PHASEB信号90度时（即顺时针旋转）为高电平，当PHASEA信号落后PHASEB信号90度时（即逆时针旋转）为低电平。534、精度检测流程图开始系统初始化、GPIO口初始化、中断初始化、定时器初始化上电等待1秒EQEP模块初始化、旋变模块初始化、LCD显示模块初始化显示欢迎界面定时器开等待中断定时器中断1采样及精度处理定时器中断2显示精度精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部256、实验调试61、显示模块调试611、LCD12864读写调试LCD12864写时序图图61写入时序图图中RS信号为数据/指令信号高电平表示该状态下写入LCD的为数据，低电平表示该状态下写入LCD的为指令。R/W信号为读/写信号高电平表示该状态下为读数据，低电平表示该状态下为写数据。使能信号LCD检测到使能信号的下降沿，便将数据/指令读入/输出。数据信号表示GPIO口输出或读入的数据高电平表示逻辑，低电平表示逻辑。RS信号R/W信号使能信号数据精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部26LCD12864读时序图图62写入时序图图中RS信号为数据/指令信号高电平表示该状态下写入LCD的为数据，低电平表示该状态下写入LCD的为指令。R/W信号为读/写信号高电平表示该状态下为读数据，低电平表示该状态下为写数据。使能信号LCD检测到使能信号的下降沿，便将数据/指令读入/输出。数据信号表示GPIO口输出或读入的数据高电平表示逻辑，低电平表示逻辑。612、显示效果显示效果截图图63汉字显示RS信号R/W信号使能信号数据精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部27图64英文显示图65英文和数字显示精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部2862、光电编码器调试不同转速下的脉冲波形和角度波形图66当转速为100RPM时的脉冲及角度波形正转光电编码器为8192PPR，从图中可以计算出一个脉冲的周期为68个US，一分钟约为882352个脉冲数，一圈8192个脉冲，那么一共是107转。跟转速100转每分钟几乎一样。图中一个角度周期为12秒，DSP采集脉冲的上升沿和下降沿，电机转动一周一共采集脉冲数为8192432768。DA卡为16位的，一周为65536，所以一周相当于转动2周，一周06秒，转速正好为100转。图67当转速为100RPM时的脉冲及角度波形反转PHASEAPHASEB角度输出精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部29图68当转速为500RPM时的脉冲及角度波形正转图69当转速为500RPM时的脉冲及角度波形反转图610当转速为1000RPM时的脉冲及角度波形正转精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部30图611当转速为1000RPM时的脉冲及角度波形反转图612当转速为1500RPM时的脉冲及角度波形正转图613当转速为1500RPM时的脉冲及角度波形反转从以上截图可以验证光电编码器器件无故障，数据采集及角度输出正确。当电机正转、反转，以及在不同转速下，光电编码器和数据采集、角度显示都正确无误。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部3163、旋变角度采样调试实验用的旋转变压器解码芯片是ADI公司的AD2S1210，该芯片的最大跟踪速率3125RPS，分辨率为10/12/14/16，由用户设置。实验用的是16位分辨率。631、读写调试旋变解码芯片通讯图图614发送数据截图图中读出数据为DSP通过SPI接收到的数据；写入数据为DSP通过SPI发送的数据；CLK为SPI的发送时钟，当前模式为每次发送位数据；R/FSYNC为边沿触发逻辑信号，每个下降沿为串行数据同步信号。632、激励信号旋变输出激励信号及输入正余弦信号如图读出数据WR/FSYNCCLK写入数据精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部32图615旋变输出激励信号及输入正余弦信号从图中可以看出，这些信号的频率为10KHZ，上电默认的频率。当分辨率为16位时，旋变解码芯片可提供的激励频率为2KHZ10KHZ，现将频率设置为5KHZ。如图图616旋变输出激励信号及输入正余弦信号从图中可以看出激励信号的频率为5KHZ，可以验证写入数据正确。激励信号正弦余弦信号精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部33633、旋变角度图617旋变输出角度100RPM正转图618旋变输出角度100RPM反转精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部34图619旋变输出角度500RPM正转图620旋变输出角度500RPM反转图621旋变输出角度1000RPM正转精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部35图622旋变输出角度1000RPM反转图623旋变输出角度1500RPM正转图624旋变输出角度1500RPM反转从上面几张图中可以验证，电机转速与示波器实测频率相同。所以验证转速上读正确。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部3664、精度检测调试641、不同转速下的误差精度误差的计算方法是分别将旋变和光电走过的单位角度累加，然后相减得出误差值通过DA卡输出。图625电机没有转动时的电源噪声AC值图626电机500转下的电源噪声AC值通过上面两张截图，发现当电机没有转动时的噪声PP值为25毫伏，当电机转动时，噪声为47毫伏。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部37图627误差输出（100转图628误差输出（500转图629误差输出（1000转从以上几张截图中，发现电机在不同转速下输出误差几乎没有变化，原因为误差远远精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部38小于噪声幅值。为了明显地显示误差的波动范围，将误差放大600倍。图630误差输出（10转正转）图631误差输出（50转正转）图632误差输出（100转正转）精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部39图633误差输出（500转正转）图634误差输出（1000转正转）图635误差输出（1500转正转）精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部40图636误差输出（10转反转）图637误差输出（50转反转）图638误差输出（100转反转）精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部41图639误差输出（500转反转）图640误差输出（1000转反转）图641误差输出（1500转反转）精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部42表61误差输出数据转速（RPM）正转PP值（V）反转PP值（V）103535504852100606050050441000676815003638根据表格数据初步分析，误差随着电机转速升高，误差增大，到1500转是反而减小。本次次两，由于拖动电机和被测电机轴高有略微差别，电机转动时，有很大的抖动，光电编码器抖动比较厉害，数据不是特别精确。按最大误差68V为旋变的精度，放大倍数为600倍，换算成精度为883线，24弧分。按最小误差35V计算，精度为1618线，12狐分。642、检测频率及显示频率检测的频率截图图654检测频率检测频率的方法是进入中断后把GPIO口拉高，检测完，推出中断时将GPIO口拉低，然后用示波器检测GPIO口的电平信号。从图中可以看出，检测周期为100US，检测时间为20多微秒。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部43图655显示频率从图中可以看出显示频率为1秒一次。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部447、讨论事项71、调试遇到的问题1电机拖动电机时抖动比较大。2随着电机转速上升，误差变大，到1500转时又变小。3误差基值偏移。72、硬件方面1上拉电阻对逻辑电平的影响，显示模块调试时实测引脚为03V但读数为高电平。上拉电阻阻值为22K，是否将上拉电阻增大就可以了。2电平信号在跳变时的尖峰脉冲怎么去除，加小电容3光电编码器A、B输入需不需要用一个差分输入，还是直接将AB信号的补偿端接地73、软件方面1检测频率，多少时间检测一次。现在的检测频率为每20US一次。2需不需要开关量输入。哪些情况下可以用到开关量输入。3显示部分显示内容及显示格式。以中文显示还是英文显示英文显示有时存在不够的现象。如果有开关量输入，可以用开关量输入来实现翻页及回滚。74、设计方面1由于旋转变压器的6根信号线比较细又比较硬（脆），现在使用的连接器（比较大）很容易就把线弄断，考虑是否要换连接器。2之前标定卡有用到上位机。现在的精度检测卡需要与上位机通讯么用什么通讯方式，RS485还是RS232，是基于CAN总线的，还是SCI通讯的这样在没有示波器的时候也能看波形，还能做数据处理。3DSP芯片资源的配置，还需要用到或者可能用到的外设或者编码器。4精度检测卡各接口的朝向，PCB布局。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部458、改进及优化之前“标定卡”QEP接口电源使用跳线，这次制版没有注意到，需要改进。第二路QEP中的EQEP_2A和EQEP_2I位置对调了。LED数码管占用GPIO口较多，换成LCD，需要去除数码管电路部分，加上LCD显示模块。复位芯片33V的库存没有了，下次制版考虑选用别的有库存的复位芯片。LCD12864通讯接口的上拉电阻影响GPIO口的读数，当LCD输入为时，检测引脚有03V的电压，导致逻辑电平变高。可能原因是LCD内部有下拉电阻或等效电阻，使得输入变成分压输入。解决方法，该部分去掉上拉电阻。或者加大上拉电阻。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部46本科毕业设计（论文）简明指导手册1毕业设计论文总论11概述高等院校的毕业设计论文教学过程是实现本科培养目标及规格的重要培养阶段。毕业设计论文是学生毕业前的最后学习阶段，是学习深化与升华的重要过程；是能力与素质培养的重要途径；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是评价高等学校教育教学质量的重要依据。111毕业设计论文的基本概念（1）毕业设计的内涵毕业设计是高等学校应届毕业生，毕业前接受课题任务，所进行的设计过程，并取得其设计成果。（2）毕业论文的内涵毕业论文是高等学校学生毕业前所撰写的学术论文。毕业论文表明作者在科学研究工作中取得的新成果或提出的新见解，并表明作者具有的科研能力与学识水平。毕业论文具有学术论文所共有的一般属性，它的构成与展开严格按照绪论、本论、结论的思维方式，以事实为基础，以严谨的推理过程为依据，得出可信的科学结论。112毕业设计论文的特点与功能（1）毕业设计的特点与功能毕业设计的特点高等院校学生毕业设计具有设计内容的科学性、设计思想的新颖性、设计表述的规范性、设计条件的约束性、设计过程的综合性、设计结果的实用性等工程设计的特点外，还具有毕业设计任务的确定首先考虑教学基本要求、毕业设计时间的限定性及学业的规定性、毕业设计是在指导教师指导下独立完成的等特点。毕业设计的功能教学与教育功能毕业设计教学过程是高等院校培养计划的重要组成部分；是进行设计科学教育，强化工程意识，接受工程基本训练，提高工程实践能力的重要培养阶段；是培养优良的思维品质，进行综合素质教育的重要途径。通过毕业设计教学工作，培养学生综精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部47合运用多学科理论、知识与技能，解决具有一定复杂程度的工程实际问题的能力；培养学生树立正确的设计思想和掌握现代设计方法；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；培养学生优良的思维品质，强化工程实际意识；培养学生精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部482大学毕业设计（论文）简明指导手册勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神。在毕业设计阶段，通过毕业设计教学与教育功能的实现，有益于学生科学的智能结构的形成及综合素质的全面培养。社会功能毕业设计课题来源于实际，毕业设计成果直接或间接为经济建设服务，为生产、科研服务，为社会服务，以实现毕业设计的社会功能。（2）毕业论文的特点与功能毕业论文的特点毕业论文或称学位论文是学术论文中的一种类型，具有学术性、科学性、创造性，即一般学术论文的共同属性，同时具有下列特点毕业论文课题的确定，首先要符合教学基本要求，同时也要兼顾科学研究实际需要，紧密联系实际。毕业论文具有时间的限定性及学业的规定性。毕业论文是在指导教师指导下独立完成的。毕业论文的功能教学与教育功能毕业论文教学过程是高等学校培养计划的重要组成部分，是学生毕业前提交的一份具有一定理论与实际价值的学术论文。它是高等学校学生从事系统的科学研究的初步尝试；是在指导教师指导下，对取得的科研成果的综合表述。通过毕业论文的教学过程，培养学生探求未知、探索真理的科学精神，以及优良的科学品质与科学素养；培养学生从事科学研究的基本能力。通过毕业论文的教学过程，检验学生综合运用基础理论、基本知识和实验技术，解决科学和技术领域有关问题的能力；检验科研基本训练的实际效果。社会功能毕业论文是以应用研究成果作为媒介与生产和社会实际相联系。然后，通过开发研究的成果应用于生产实际，为社会服务。同时，毕业论文又是面向社会发表研究成果的重要手段，也是信息交流与信息存储的重要工具，从而实现其社会功能。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部493大学毕业设计（论文）简明指导手册12毕业设计论文教学各阶段流程表1毕业设计论文教学各阶段流程1、指导教师上报课12、教研室课程组召开会议进行课题审查、论证（要求纪录3、院系（学术委员会）或邀请校外专家对教研室上报课题进行评4、对学生公布课题，并确保一名学生做一个课题（或子课题5、院系汇总通过评审的课题，并作为教学执行计划报教务1、指导教师指导学生查阅相关文献（包括一定数量的外文文献22、毕业生就课题撰写开题报告，开题报告包括以下内容21课题背景介22课题拟设计研究的主要内容、实验方23相关文献综24预期成果（或阶段性结果3、开题报告答辩（各院系制定答辩办法，报教务处备案1、中期检查，院系制定检查方2、检查形21学生撰写中期报告（含工作进展情况、存在问题、下一步计划安排等22学生向检查组自述报告内23检查组提问，学生进行答3、检查组对学生的工作作出检查结31指出存在的问题，提出意见或建32对工作进展严重滞后或不符合培养目标要求的学生提出严重警告或终止毕业设计（4、院系向教务处报中期检查工作总41、毕业答辩及成绩评定按“大学本科毕业设计（论文）工作规范”进行精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部504大学毕业设计（论文）简明指导手册毕业设计论文程序安排表内容教研室（课程组）确定指导调研、选题，填写选题审批表；院系毕业设计（论文）领导小组审批选题；负责人以适当形式向学生公布课题、学生选题（指导教师选题必以前2汇总选题，编制毕业设计论文教学执行计划报教务处第7学期15周前院系主任、教学秘书3完成毕业实习毕业调研报告及外文翻译、开题报告。教务处随院系主任、指导教师4中期检查院制定中期检查方案。教务处随机进行进行抽查。学生完成毕业设计（论第8学期9周前院系主任、教务处院系部下达毕业设计答会，报教务处备案。完成第8学期14周第教研室（课程组）、院系6院系部将毕业设计论文成绩前院系主任处学校毕业设计论文复答辩8院系组织优秀毕业设计论文评选，按教务处要第8学期17周指导教师、院系主任毕业设计论文按有关要求存档13毕业设计论文选题131选题的基本原则选题是搞好毕业设计论文的前提，对毕业设计论文精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部515大学毕业设计（论文）简明指导手册（1）课题必须符合本专业的培养目标及教学基本要求。（2）课题应结合社会实践和科学研究的实（3）课题类型应多样化，能使学生针对各自的情况来选择选题，以有利于发挥学生的积极性，有利于课题的（4）课题应力求有益于学生综（5）课题应具有可完成性。32课题的确定程序及学生选题（1）课题确定程序为指导教师在深入实际调查研究的基础上，结合自身研究开发实际提出课题，并填写毕经教研室（课题组）主任初审后，由院系组织同行专家评审，并报送院系主任批准；（2）学生的选题。各专业教研室（课题组）应员。各指导教师应将课题的提出背景、目的、意义及预期成果向学生作一简要介绍，学生根据自己的情况在教师指导下选题。（3）毕业设计14毕业实习（课题调研）141毕业实习的目的与要求毕业实习是学生接到毕业设计论文任务书应到相关的单位去了解产生及现实状况。（1）毕业实习的目的毕业实习是学生深入生产实践、社会实践等一线实际取得感性认识，从中了解实际工作过程和生产或社会需求过程，结合所学过的理论知识，使认识向深化发展。这种理论与实践的紧密供必要的条件。（2）毕业实习的要求精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部526大学毕业设计（论文）简明指导手册毕业实习要求学生利用各种有效方法和手段了解本专业所涉及的各方面的实际情况，完成实习任务。向实践学习，了解与专业有关的实际知识。向一线工作人员学习，了解研究者与生产者、创作者的实践感受、认识、经验、建议和优良作风。向使用者学习，了解产品、作品存在的问题及改进的愿望和要求。向文献资料学习，了解信息资料中反映出来的先进的作品142毕业实习的途径与方法毕业实习的途径主要有两个，一个是实地考察（毕业实习或现场调查），一个是收集资料，二者相互配合。具体方法有（1）到与课题或专业有各种条件或因素，形成直观的感受，以便提高到理论的高度来研究、分析，找到解决问题的关键所在。（2）到与课题或专业有关的展览会、展销会去考察。展览会、展销会往往提供的是先进的设备与技术、完美的创作段及设备，了解国内外发展水平与趋势，对课题的研究能提供最新的启迪和帮助，使思路开阔，有利引导和借鉴。（3）到图书利、简报、图纸、说明书等文献资料与信息，为制定研究设计和创作方案提供依据和素材。（4）利用信息传递方式，向有关部门单位发函发电，以求帮助提供有关资料或有偿索取。5）资料的收集，重在分析和研究。要求获得的资料既可靠而又有代表性。收集资料，切忌不143毕业实习（课题调研）报告的撰写撰写实习（调研）报告是对课题调研工作进行总结提高的过程。学生在实习期间应及时把收集报告的原始资料。实习（调研）报告要力求文字通顺、简练，说明应充分利用简图和表格。精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部537大学毕业设计（论文）简明指导手册实习（调研）报告内容应围绕毕业设计论文课题的有关内容深入系统地进行归纳整理，既要有收集到的实际资料，也还应有自己的映发现问题、分析问题、解决问题的主要方案。实习（调研）报告内容应包括阅读与课题有关的资料摘录与心得对收集到的现场资料的整理研）对象的合理性、先进性、经题解决方案的初步探讨，利用现场条件进行的初步验证结果。实习（调研）报告的撰写15文献检索与应用通过文献检索，及时地、广泛地了解与自己的科研工作相关的信息51文献资料的作用与分类1）文献资料的作用查阅文献资料的作用主了解前人成果了解进行中的研究扩大知识面。（2）文献资料的科技文献按其三次文献。原始文献原始文献是科研人员根据其科研创作成果所形成的文因此也通常是科研人员进行文献检索的主要对象。原始文献主要以下列类型学一的版式，用连续的卷、期号或年、月顺序号标识时序，每期登载多篇文章、作品。科技报告它是科研、设计单位向上级主管部门或财政资助单位定期递交的关精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部548大学毕业设计（论文）简明指导手册于科研项目进展情况的报告。会议文献主要指科技工作者在学术会议上宣读的论文，会后经主办单位整理而编辑出版的正式文献，通常称为“会议论文学位论文指大学或研究院所的学生为了获得高一级学位，在指导教师指导下通过专题研究而撰写的学术性研专利文献指由专利发明人所提交的专利申请书和专利说明书，批准后由专利局公开出版发行并受专利保护。政府出其他二次文献所谓二次文献就是将分散的原始文献用一定规则和方法进行加工、归。二次文献的目的是提供文献线索，是检索原始文献的辅助工具。三次文献所谓三次文献是对原始文献所包含的知识和信息，进行综合归纳、核对鉴定、浓缩提炼、重新组织等而形成的综合性文献资料，它的时效性和针对性不如原始资料，但其系统性好，对于最初52文献资料的检索1）文献检索途径文献检索的有效途径是正确利用检索工具。文献检索的途径有书名或篇名途径作者姓名途径文献序号途径分类途径主题词途途径都是根据文献的内容特征来检索的，常用于未知文献的检索。（2）文献检索步骤分析研究课题53文献资料的筛选与引用精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部559大学毕业设计（论文）简明指导手册（1）文献的筛选文献检索只是利用文献的第一步，要把的在于要把检索到的文献认真地筛选、消化和吸收，只有经过这个过程，才能达到查阅文献的真正目的利用文献。文献筛选的目的在根据课题发展的不同时期、不同作者分类；也可按文献的类别如图书、论文、专利、报告等分类。文献筛选的过程是一个去粗取精、去伪存真的过程。在文献的筛选和消化吸收过程中，也存在一个“由薄到厚”和“由厚到薄”的积累过程。开始接触某一课题时，所知甚少，对文献的积累也少，随着课题研究工作的不断深化，文献阅历不断丰富，则文献资料的积累越来越多，这就是“由薄到厚”的过程。当“由薄到厚”的过程积累到一定程度，对研究课题的本质认识达到一个升华为“维生素”式的精华，这就是“由厚到薄”的过程。（2）文献的引用在查阅文献并经过筛选和消化吸收之后，有些文献可能就会在研究工作中起到重要的参考文等时，应当注明所引用的文献。注明引用文献的目的一般来说主要有以下四个方面在说明自己的科研课题来源和立题思想时，通过引用文献说明前人工作的基础和自己在论证自己的研究成果的结论时，有时可引用别人的文献资料作自己工作的旁证。在一些重要的学术观点上注明可参考的文献资料，为感兴趣的读者检索同类文件提供方便。是对别人研究成果表示尊重和承认的体现。16毕业设计说明书与毕业论文的撰写161毕业设计（论文）撰写的内容与精度检测卡V10中科德润研发中心电机与控制部5610大学毕业设计（论文）简明指导手册应包括如下主要内容（1）标题要求简洁、确切、鲜明。（2）中英文摘要及关键词摘要一般应说明研究工作目的、实验方法、结果和最终结论等，而重点是结果和结论。摘要中有数据、有结论，是一篇完整的短文。中文摘要约30对应。（3）目录。5）正文毕业设计的正文内容包括外发展概况及存在的问题；本设计的指导思想；阐述本设计应解决的主要问题。本论设计方案论证计算部分结构设计部分样机或试件的各种实验及测试情况方案的校验等；结论应概括说明本设计的情况要问题要重点指出并加以研究。毕业论文的正文内容包括引言选题的缘由对本课题已有研究情况的评述说明本文所要解决的问题和采用的手段、方法概述成果及意义。本论研究工作的基本前提、假设和条件；模型的建立，