基于DSP的激光切割機(jī)高度跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、高度跟蹤技術(shù)是二氧化碳平面激光切割機(jī)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),借鑒和參考其他學(xué)者的設(shè)計(jì)方案,本論文提出基于DSP的高度跟蹤系統(tǒng)解決方案。本方案利用克拉潑電路作為電容傳感器調(diào)頻檢測(cè)電路,基于高速DSP芯片的頻率測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)寬頻帶的頻率解調(diào),DSP運(yùn)行分段最小二乘法曲線擬合算法,實(shí)現(xiàn)切割頭和工件距離的實(shí)時(shí)高精度測(cè)量,為伺服驅(qū)動(dòng)器提供穩(wěn)定精準(zhǔn)的反饋直流電壓,同時(shí)利用CPU定時(shí)功能濾除等離子云干擾,從而實(shí)現(xiàn)了分辨率高、響應(yīng)平穩(wěn)、線性度好以及抗等離子云干

2、擾的高度跟蹤系統(tǒng)。
　　首先分析電容傳感器切割頭的工作原理,通過建模推導(dǎo)出電容值和距離的關(guān)系式,計(jì)算出電容量的理論值,并給出高頻等效模型,為傳感器檢測(cè)電路提供理論基礎(chǔ)。
　　在對(duì)已有電容傳感器檢測(cè)電路改進(jìn)的基礎(chǔ)上提出了克拉潑調(diào)頻檢測(cè)電路,通過穩(wěn)頻措施,提高了振蕩電路的品質(zhì)因數(shù)和頻率穩(wěn)定度,輸出頻率穩(wěn)定度高、可調(diào)頻寬大、靈敏度高、分辨率高的調(diào)頻正弦波信號(hào)。
　　通過前級(jí)自舉反饋跟隨器放大電路和高速運(yùn)放芯片的放大,得到頻率

3、穩(wěn)定的交流正弦波放大信號(hào),經(jīng)過直流偏置電路、施密特觸發(fā)器芯片、隔離芯片的處理輸出頻率穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào),作為DSP信號(hào)處理系統(tǒng)的輸入。
　　高主頻DSP芯片依據(jù)等精度測(cè)量原理對(duì)調(diào)頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的頻率測(cè)量,并利用分段最小二乘法曲線擬合算法對(duì)d-f的輸出特性曲線進(jìn)行非線性補(bǔ)償,通過多組數(shù)據(jù)對(duì)比分析得出了曲線擬合的最大誤差遠(yuǎn)小于系統(tǒng)要求的測(cè)量精度,最終得到了高精度的距離測(cè)量值,實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)解調(diào)。DSP芯片通過定時(shí)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子干擾的濾