磁栅是一种位移测量技术。由于磁栅具有良好的抗干扰能力,对环境要求低,可以工作在多灰尘,潮湿,多油污等环境中正常工作。但是磁栅位移传感器的精度较低,难以实现绝对位移输出,基于课题来源,本文从传感器结构出发,通过对磁栅传感器结构改进同时获得细分信号和节距信息信号,并采用高精度的电子细分来提高磁栅的精度,通过设计磁编码序列来解决绝对位移输出的难题,来设计出可以工作在恶劣环境下的绝对式磁栅位移传感器。 本文介绍了国内外位移传感器的现状,通过对比分析,选取球栅结构进行设计,并对传感器的结构加以改进,对传感器的读数头,感应线圈激励线圈组的绕线方式,铁芯结构进行了设计,从感应线圈中获得高质量的细分信号,并在尺身上录制磁编码信号,利用霍尔传感器采集出磁编码信号来实现绝对位移的输出。对设计的传感器的测量原理进行了深入的研究,通过ANSYS软件对设计的磁栅位移传感器的磁场进行模拟仿真,探讨其电磁分布情况,得出传感器位移与输出电压信号的规律。引入高精度的CORDIC算法对传感器细分信号进行电子细分,并对CORDIC算法进行了优化,对优化后的算法进行了仿真。对磁编码序列进行了研究,采用m序列对直线型和圆环型的各种情况进行了讨论,给出了编码的步骤和方法。最后对信号处理模块进行了仿真,分析了误差来源。 论文主要工作归纳如下： 1)重新设计了磁栅传感器结构,可同时获得细分信号和节距信息信号,用ANSYS软件分析了传感器在静态和动态情况下的磁场规律,得出间隙在1mm到2mm之间,可以得到比较好的输出信号。 2)引入CORDIC算法对细分信号进行细分,对16位CORDIC算法进行优化,减少了2/3的ROM空间,将适用范围提升到整个360。,仿真后可以对一个周期的信号进行215细分,解决了精度低的问题。 3)对磁编码进行研究,引入m序列简化编码的步骤,可以很容易的得到编码序列,适应于直线,圆环的编码,简化编码的步骤和难度,解决磁场传感器的难以实现绝对位移的问题。

第1章 绪论 1.1 地理信息系统的概念 1.2 地理信息系统的组成 1.2.1 系统硬件 1.2.2 系统软件 1.2.3 空间数据 1.2.4 应用人员 1.2.5 应用模型 1.3 地理信息系统的功能 1.3.1 基本功能 1.3.1 应用功能 1.4 地理信息系统的发展 1.4.1 GIS发展简史 1.4.2 当代GIS发展动态 参考题 第2章 地理信息系统的空间数据结构和数据库 2.1 空间数据结构 2.1.1 概述 2.1.2 矢量数据结构 2.1.3 栅格数据结构 2.1.4 矢量栅格本体化数据结构 2.1.5 三维数据结构 2.2 GIS的数据模型 2.2.1 概述 2.2.2 层次数据模型 2.2.3 网状数据模型 2.2.4 关系数据模型 2.2.5 对象数据模型 2.2.6 时空数据模型 2.3 空间数据库的设计 2.3.1 数据的管理模式 2.3.2 空间数据库的设计、建立与维护 参考题 第3章 空间数据的采集和质量控制 3.1 概述 3.1.1 GIS的数据源 3.1.2 空间数据采集的任务 3.1.3 研究GIS数据质量的目的和意义 3.2 空间数据的地理参照系和控制基础 3.2.1 空间数据的地理参照系 3.2.2 地图投影 3.3 地理实体分类与数据编码 3.3.1 地理实体的分类 3.3.2 地理实体的编码 3.4 空间数据的采集 3.4.1 几何数据的采集 3.4.2 属性数据的采集 3.4.3 空间数据的检核 3.5 GIS的数据质量 3.5.1 GIS数据质量的内容和类型 3.5.2 研究GIS数据质量的方法 3.5.3 数据处理中数据质量的评价 3.5.4 数据处理中数据质量的评价 3.6 空间数据标准 3.6.1 空间数据分类标准 3.6.2 空间数据交换标准 3.6.3 我国空间数据交换格式 3.6.4 GIS空间元数据 3.6.5 空间数据的互操作和Open GIS规范 参考题 第4章 空间数据的处理 4.1 矢量数据拓扑关系的自动建立 4.1.1 链的组织 4.1.2 结点匹配 4.1.3 检查多形是否闭合 4.1.4 建立多边形 …… 第5章 空间查询与空间分析 第6章 空间信息的可视化 第7章 地理信息系统的应用 第8章 地理信息系统的开发与评价 附录 主要参考文献

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