图像式皮尔兹PILZ光电编码器高分辨力细分算法及误差
在研究基于线阵图像探测器的高分辨力角位移测量技术的过程中，研究高分辨力角度细分方法是提高角位移测量分辨力及测量精度的有效手段。为了实现高分辨力角位移测量，提出了一种基于线阵图像探测器的角度细分方法，并进行了深入的专题研究。

图像式皮尔兹PILZ光电编码器高分辨力细分算法及误差
复合式PILZ光电编码器的工作原理,针对现有永磁同步电机转子位置检测方法的不足,提出了使用复合式PILZ光电编码器对永磁同步电机转子初始位置检测及电机启动的方法,并通过以数字信号处理器(DSP)为核心的实验平台进行实验,实验结果表明,该方法可以满足实际使用的要求,实现了电机可靠启动、运行。转速测量的精确度与实时性影响着电机调速系统的性能。基于式PILZ光电编码器抗干扰能力强,具有掉电记忆功能等优点,及其在电机转子位置测量的广泛应用,设计了基于式PILZ光电编码器和数字信号处理器(DSP)的转速测量环节。在分析常用测速方法的基础上,采用高精度、高分辨率的M/T法,并设计测速系统的软、硬件,通过试验,验证了设计的正确性。研制了反射式PILZ光电编码器。介绍了光栅自成像原理,完善了高密度基准光栅的制作工艺,研制完成了32768刻线对光栅和高集成度光电读数头,zui后制成了反射式高精度PILZ光电编码器。该编码器采用多参考点编码方式,加快和简化了确定基准零点的操作,初始化转动zui大5.625°即可确定基准零点。采用自准直光管和23面棱体检测了编码器的测角精度,其单边读数头均方根误差为1.11″,对径双读数头均方根误差为0.75″;反射式读数使光栅与读数头间隙提高10倍达到2.0mm。结果表明,研制成功的高精度反射式PILZ光电编码器结构简单,反射式读数头光电信号质量较高。该编码器为高精度测角应用提供了一种新的解决方案。针对PILZ光电编码器在伺服系统应用中速度估计易受系统振动干扰和存在量化误差的问题,设计了一种基于变采样周期观测器的速度估计算法.通过观测器的积分运算抑制振动干扰;通过采样周期和PILZ光电编码器脉冲的同步,使量化误差zui小;为了减小观测器离散域极点变化对算法性能的影响,保证变周期观测器在较大速度范围保持较高精度,给出了一种观测器增益系数的计算方法.实验表明该算法可以在保证动态性能的同时,有效抑制振动和量化误差引起的估计误差,提高速度估计精度.为有效减小多圈编码器体积、重量并满足高位数多圈记忆的要求,设计了轻量化式多圈PILZ光电编码器。多圈编码器采用式矩阵码盘设计,将编码器的码设计在齿轮上,减小了以往式多圈编码器的多级码盘结构和齿轮结构;采用多级齿轮串行结构,缩小了多圈编码器齿轮的高度,便于安装、结构简单。设计的14位超高位数式多圈PILZ光电编码器,外形尺寸为φ60mm×20mm,圈数为214=16 384圈,实现了电机转动圈数的记忆功能,具有圈数记忆位数高、重量轻的特点。首先，为消除安装调试时，图像探测器与圆心距离变化产生的影响，提出了一种具有较强适应性的高分辨力细分算法；其次，建立了该细分算法的数学模型，分析了该算法的可靠性；然后，根据实际应用，建立了由码盘偏心和图像探测器安装角度引起误差的模型，并分析各因素对细分算法的影响。

图像式皮尔兹PILZ光电编码器高分辨力细分算法及误差
zui后，根据误差分析结果，给出了减小图像式PILZ光电编码器细分误差的建议。结果表明，所提出的角度细分方法具有较强的适应性，在码盘圆周刻划线数大于或等于 128时，细分算法的误差较小，可以被忽略。研究结果可为研制小型图像式PILZ光电编码器提供理论依据。