本帖最后由 面壁深功 于 2025-4-6 09:51 編輯
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談位移傳感器用于速度控制（上）
; |* L8 T" }8 \9 Y V$ q位移傳感器在速度控制中扮演著核心角色，其通過實時監測物體位置變化，為控制系統提供精準反饋，從而實現對速度的閉環控制。以下從原理、技術優勢、典型應用及存在問題及應對四方面展開。
+ M; \5 }( u8 o6 F* X- l一、核心原理：位置微分計算速度
0 p9 J, f* q# l8 A位移傳感器通過測量目標物體的位置變化（如移動距離），控制系統對位置數據進行微分運算（如離散差分法）以計算速度：9 G' U1 L7 o! Q+ {- V# s% o6 n. F
v=Δx/Δt/= x(t2)−x(t1)/( t2−t1)
. {& J8 J6 P. m7 u) @/ T: m- N其中，x(t)為傳感器輸出的位置信號，Δt為采樣時間間隔。9 w$ J" r6 w h y+ ^; _7 ~
關鍵信號處理技術：
2 X/ H" i5 O! p* k" d1、 濾波算法：采用低通濾波抑制高頻噪聲，但需平衡響應速度與噪聲抑制（如二階巴特沃斯濾波器）。! Y- Z, g* o+ I+ r3 I3 N" }" i
2、 采樣率：需滿足奈奎斯特準則，采樣頻率需大于信號最高頻率的2倍，避免混疊失真。, k8 X7 [3 a1 Y% g+ q% K8 r) U
二、技術優勢：高精度與實時反饋
2 j; V) t ?& Z; f7 t9 V位移傳感器在速度控制中的優勢體現在：$ _; Y* E, q( n6 |1 z" M$ m0 X' t6 O
1、 非接觸測量：激光傳感器、電容傳感器等無需物理接觸，避免摩擦損耗，適合高速運動場景（如機器人關節）。* L3 w( a7 ^" N& R
2、 高分辨率：激光三角測量傳感器分辨率可達±0.01mm，提升速度計算精度。) g* w$ G, ?' \( {4 i% L
3、動態響應：光纖傳感器響應頻率>10kHz，支持實時動態調整（如電機轉速控制）。
0 a9 l. n$ F3 U$ P" y$ D D三、 典型應用場景$ v5 j' W" y& J, V
1、 工業機器人：9 {4 [! r; W s& X+ B/ v$ F
（1）關節速度控制：激光傳感器監測關節位移，計算角速度，實現軌跡跟蹤（如焊接機器人）。
2 p; W+ O: M9 L# q（2）末端執行器定位：電容傳感器反饋末端位置，PID控制器調整伺服電機轉速。4 g9 |0 ?% F0 Q
2無刷電機控制：磁致伸縮傳感器檢測轉子位置，控制器調整輸入頻率以穩定轉速。( C% ?( E) c4 \# m" h! W1 ^
3、 車輛懸架系統：線性電位計測量懸架位移，ECU調整阻尼力以優化平順性。
- v/ b$ B7 d8 W) N& h4、 精密加工機床進給控制：光柵尺測量工作臺位移，閉環控制步進電機轉速。（未完明天待續：存在不足及應對）
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發表于 2025-4-6 09:45:37
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