時(shí)柵位移傳感器電磁場(chǎng)分析與前端信號(hào)電路設(shè)計(jì).pdf

1、時(shí)柵位移傳感器作為一種新型柵式位移傳感器，正朝著高速和高精度測(cè)量方向發(fā)展。本文從磁場(chǎng)式時(shí)柵（狹隘指場(chǎng)式時(shí)柵和變磁阻型時(shí)柵）測(cè)量原理和基本結(jié)構(gòu)入手，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行電磁場(chǎng)分析，力求建立各參數(shù)與傳感器輸出的關(guān)系，達(dá)到其磁路優(yōu)化目的。本文另一項(xiàng)工作就是設(shè)計(jì)時(shí)柵傳感器微小信號(hào)提取電路，確保測(cè)量信息完整進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理電路中，該電路是原始測(cè)量與后續(xù)處理的橋梁。本文完成工作如下：
　　⑴采用磁路分析法對(duì)兩種目標(biāo)時(shí)柵進(jìn)行了磁路計(jì)算，得出各磁場(chǎng)分布情

2、況和理論輸出波形，局限于“定性”分析。接下來(lái)，引入有限元分析，對(duì)影響時(shí)柵電磁場(chǎng)及輸出信號(hào)的主成分參數(shù)，主要包括轉(zhuǎn)子槽型、氣隙寬度、轉(zhuǎn)子齒寬、槽寬對(duì)電磁場(chǎng)影響進(jìn)行了“定量”分析，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　?、七x取場(chǎng)式時(shí)柵5個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用正交設(shè)計(jì)法，通過(guò)有限元仿真求解形成學(xué)習(xí)樣本，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-遺傳算法（BPNN-GA）原理在Matlab中編程實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)優(yōu)化：選用Levenberg-Marquardt（LM）算法訓(xùn)練BPNN，建立

3、網(wǎng)絡(luò)輸入與輸出的非線性映射關(guān)系，利用多元統(tǒng)計(jì)線性回歸法評(píng)估網(wǎng)絡(luò)泛化（預(yù)測(cè)）性能，構(gòu)建GA目標(biāo)函數(shù)，將BPNN作為GA目標(biāo)函數(shù)求解器，用GA搜索完成對(duì)磁路參數(shù)的優(yōu)化。將優(yōu)化后的組合參數(shù)建模驗(yàn)證，其輸出信號(hào)較優(yōu)化前提高23.15％，誤差為0.784%。
　　⑶前端信號(hào)處理電路采用模塊化設(shè)計(jì)，包括前置放大、帶通濾波、非線性放大、波形轉(zhuǎn)換及光電耦合這5個(gè)模塊。通過(guò)multisim仿真及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證了電路對(duì)傳感器微小信號(hào)提取及處理的功能。