基于Arduino的磁编码器轴角解算系统设计

作     者：赵磊 曹广忠 梁芳萍 孙俊缔 胡勇 王芸 ZHAO Lei;CAO Guangzhong;LIANG Fangping;SUN Jundi;HU Yong;WANG Yun

作者机构：深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060 深圳市四方电气技术有限公司广东深圳518126 

基　　金：国家自然科学基金重点基金资助项目(U1813212) 深圳市科技计划基金资助项目(JSGG20200701095406010) 深圳市科技计划基金资助项目(JCYJ20190808112605503) 

出 版 物：《自动化仪表》 (Process Automation Instrumentation)

年 卷 期：2022年第43卷第2期

页      码：6-11页

摘      要：磁编码器轴角解算技术是伺服系统中反馈电机运动状态的关键技术之一。磁编码器轴角解算的精度是决定伺服系统精度的关键因素之一。为提高轴角解算的精度,基于霍尔式磁编码器工作原理,设计了基于Arduino的磁编码器轴角解算系统。该系统以Arduino作为主控制器,由正交安装在磁铁下方的2个霍尔元件构成磁编码器。磁编码器感应磁场变化,并输出2路正交电压信号。采用高精度外围独立模数转换(ADC)采样模块ADS1115,对2路输出信号采样后输入至Arduino,分别通过反正切法和锁相环法实现轴角解算。将该磁编码器安装在带有17位光电编码器的伺服同步电机上,对解算的轴角进行对比试验。试验结果表明,该系统能有效解算电机轴角。其中,锁相环法的解算结果相对反正切法精度更高。该系统结构简单、成本低,能有效进行磁编码器轴角实时解算,对实际工程应用具有一定的参考价值。

主 题 词：磁编码器 Arduino 伺服系统 轴角 反正切法 锁相环法 伺服同步电机 ADS1115 

学科分类：08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2021040061

馆 藏 号：203107341...