基于条纹边缘特征ESPCM的直线电机动子位置测量方法研究

发布时间：2024-05-11 22:06

　　在超精密制造产业中,直线电机伺服系统得到了广泛的应用。直线伺服系统作为精密机床体系的执行单元,其精度直接制约了机床的加工精度。对于高档数控机床体系而言,需要发展高精度、精密、稳定性强的系统和控制装备。围绕着高精度保持性,可靠性为重点研究方向,作为机床的核心功能部件直线电机伺服系统的地位就显得尤为重要。直线电机具备定位精度高、速度范围宽、运行平稳等一系列优点在高精密大行程机床领域中得到了广泛应用。针对直线伺服系统驱动的要求,直线电机动子位置反馈系统需要达到大行程高精度测量。位置检测的准确性直接影响了伺服系统的控制精度,进而决定机床产品的加工精度。传统的直线电机动子位移测量主要依靠位置传感器来实现的,虽然技术较为成熟,但安装要求高、环境适应性不强。因此,研究一种直线电机动子位置的高精度稳定测量方法尤为重要。机器视觉领域中的图像测量技术具备高精度,智能化,稳定性高等优点,在目标位移检测方面有着不可替代的优势。为了避免传统检测方法的不足,将图像检测引入到直线电机动子位置的精密测量中。本课题提出基于条纹边缘特征扩展采样相位相关(Extended Sampling Phase Correlatio...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１动子位置检测系统??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｅｔｕｐ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｍｏｖｅｒ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??

图２．１动子位置检测系统??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｅｔｕｐ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｍｏｖｅｒ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??座上，通过激光雕刻刻画出非周期条纹图像，直线电机动子运动方向保持一致。微型高速相机

图２．２条纹图像??Ｆｉｇ．２．２?Ｓｔｒｉｐｅ?ｉｍａｇｅ??

性以及非周期性。直接用周期性或近似周期性进行图像匹配计算，会使测量结果??产生误判。为了确保检测结果的正确性，本课题研宄选取条纹宽度非周期变化的??条纹图像，如图２．２所示。??＿＿ｉｒ??图２．２条纹图像??Ｆｉｇ．２．２?Ｓｔｒｉｐｅ?ｉｍａｇｅ??１２??

图３．１参考条纹图和目标条纹图??

考图像和目标图像的自相关，两幅图像的自相关峰输出信号集中重合在原点位??置，其中并没有包含图像的位移信息。式（３－４）中后两项分别表示两幅图像的互??相关峰，包含了图像的位移量信息。联合变换相关方法的测量原理如图３．２和图??３．３所示。在三维输出峰值图中，自相关峰位于两互相关峰....

图３．３互相关峰值图??Ｆｉｇ．３．３?Ｃｒｏｓｓ?ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｐｅａｋ?ｍａｐ??

＋?ｎ（ｘ，ｙ）＜Ｓ＞?ｍ（ｘ，ｙ）＊Ｓ（ｘ?＋?２ａ?＋?ｘ］，ｙ?＋?ｙｔ）?（３＿６）??可以看出在相关输出平面上只存在两个互相关峰，如图３．３所示。消除了互相关??峰的干扰，测量的稳定和准确性得到了提升。??ｘ?１０＊?，??Ｊ?■?Ｉ??，１??Ｓ００?１０００??＾ｉ....

本文编号：3970438