[发明专利]航天编码器调试过程误差检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种编码器误差检测技术，具体涉及一种航天编码器调试过程精度分析与误差检测的方法。

背景技术

在航天相机的设计中，调焦系统是必不可少的部分，其精度直接影响相机的像面控制精度及成像质量，而光电编码器更是其中重要检测元件。因此，应对其进行严格精确地调试，以实现精确定位及测量，保证调焦控制系统的精度。

目前，在航天编码器调试过程中，电路系统对编码器精度的影响主要来自精码电路。精码电路引入的误差主要有：信号幅值不等、剩余直流电平、AD转换等。

编码器调试电路中使用可调电位器实现信号的光电转换与幅值调整，而航天产品不允许使用电位器，在此选配两个标准固定阻值的电阻，采用并联形式连接替代电位器。由于标准电阻的阻值是不连续的，因此选配的电阻阻值不能完全与电位器阻值匹配。从而造成信号幅值不等和产生剩余直流电平，对编码器信号引入了误差。以往检测硬件电路是否对编码器信号引入误差的方法是通过人工操作，选用微调杆缓慢调节编码器转轴，同时用万用表测量在四个方向上单周期精码放大信号的最大值V_max和最小值V_min，从而算出信号幅值的变化和产生的剩余直流电平。现有方法只能运用人工操作进行处理，操作复杂，检测不精确，无法准确分析引入的误差对编码器精度的影响。

发明内容

本发明为解决现有通过人工操作检测编码器调试过程中引入误差的不准确性和操作过程的复杂性，提供一种航天编码器调试过程误差检测方法。

航天编码器调试过程误差检测方法，该方法为：

步骤一、光电编码器信号通过选配电阻实现光电转换和幅值调整，再经放大器差分放大输出两路信号至A/D转换器；

步骤二、步骤一中所述的A/D转换器将差分放大的两路信号转换后送入单片机，单片机将采集到的信号经USB口传输至PC机；

步骤三、采用PC机上的软件程序对接收的信号进行基于非均匀采样信号的离散傅里叶变换；获得光电编码器信号的波形参数；最终实现对航天编码器调试过程中引入误差的检测。

本发明的有益效果：一、本发明所述的适用于对多种航天编码器进行调试和精度检测与分析，操作简单，实时性好，易于携带；二、本发明通过应用PC机上的软件程序完成编码器信号的检测与分析，替代了人工操作，方便快捷，准确度高；三、本发明所述的方法为航天相机中编码器的正式PCB焊接选取信号电阻，同时评估了电位器与后配电阻互换时引入的误差，完成编码器精度检测，并可较早发现编码器信号存在的问题，及时处理解决；四、本发明所述的方法中将单片机与PC机结合起来，调试系统硬件电路中的芯片大部分为星上设备所使用的芯片，都有过上天飞行的经历，满足航天产品高可靠性和稳定性的要求。

附图说明

图1为本发明所述的航天编码器调试过程误差检测方法的结构框图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，航天编码器调试过程误差检测方法，该方法主要针对光电编码器的精码信号的误差检测，所述光电编码器精码信号通过可调电位器实现光电转换和幅值调整，再用选配的标准固定阻值的电阻替代可调电位器。四路相位互差90°的精码信号经放大器差分放大输出Asinθ和Acosθ两路信号，再由A/D转换器转换后送入单片机。同时用示波器观察两路信号。单片机将采集到的精粗码信号数据由USB口传输给PC机。在PC机上，应用MATLAB中的程序对精码的Asinθ和Acosθ两路信号进行基于非均匀采样信号的离散傅里叶变换，从而得到编码器信号的波形参数并根据信号质量对细分误差的影响计算出编码器细分误差。定义如下的离散傅里叶级数变换对：