[發(fā)明專利]伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110446618.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN103187976A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁華佑;秘光明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司;蘇州匯川技術(shù)有限公司;深圳市匯川技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/66
• 分類號(hào): H03M1/66
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法及裝置。

背景技術(shù)

伺服電機(jī)編碼器是安裝在伺服電機(jī)上用來測(cè)量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，其把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。目前應(yīng)用較多的伺服電機(jī)編碼器包括正余弦編碼器和絕對(duì)值編碼器。

正余弦編碼器的輸出信號(hào)由四組正弦波信號(hào)A、B、C、D組成，每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對(duì)于一個(gè)周波為360度)，將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。正余弦編碼器的優(yōu)點(diǎn)是不用采用高頻率的通訊即可讓伺服驅(qū)動(dòng)器獲得高精度的細(xì)分，這樣降低了硬件要求，同時(shí)由于有單圈角度信號(hào)，可以讓伺服電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)力矩大。

絕對(duì)值編碼器的輸出由其碼盤的機(jī)械位置決定，因此不受停電、干擾的影響。由于絕對(duì)編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于伺服電機(jī)上。

如圖1所示，是同時(shí)兼容上述兩種編碼器的變頻器的反饋信號(hào)處理的示意圖。在該變頻器的數(shù)字信號(hào)處理器13中，包括有用于處理絕對(duì)值編碼器11產(chǎn)生并經(jīng)絕對(duì)值編碼器PG卡12轉(zhuǎn)換后的信號(hào)的第一處理單元131以及用于處理正余弦編碼器14產(chǎn)生并經(jīng)正余弦編碼器PG卡15轉(zhuǎn)換后的信號(hào)的第二處理單元132，且在輸入的信號(hào)時(shí)需通過功能碼選擇處理單元。上述變頻器的處理方式將占用變頻器過多的數(shù)字信號(hào)處理器的外設(shè)資源，造成數(shù)字信號(hào)處理器的資源壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述兼容兩種以上編碼器的變頻器存在代碼重復(fù)編寫且占用過多資源的問題，提供一種伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法及裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提供一種伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法，所述反饋信號(hào)包括來自第一編碼器的第一信號(hào)和來自第二編碼器的第二信號(hào)，包括以下步驟：

(a)將來自所述第一編碼器的第一信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二信號(hào)；

(b)通過數(shù)字信號(hào)處理器處理來自第二編碼器的第二信號(hào)和步驟(a)產(chǎn)生的第二信號(hào)。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法中，所述第一編碼器為絕對(duì)值編碼器，所述第二編碼器為正余弦編碼器。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法中，所述第一信號(hào)包括增量信號(hào)、第一時(shí)鐘信號(hào)以及絕對(duì)位置信號(hào)，所述第二信號(hào)包括A、B、C、D四路正余弦信號(hào)及零點(diǎn)位置Z信號(hào)，所述步驟(a)包括：將第一信號(hào)的增量信號(hào)直接作為第二信號(hào)的A、B相正余弦信號(hào)并根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換將所述絕對(duì)位置信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二信號(hào)的C、D相正余弦信號(hào)，同時(shí)將每次絕對(duì)位置信號(hào)為零度時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)作為零點(diǎn)位置Z信號(hào)。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法中，所述步驟(b)包括：在數(shù)字信號(hào)處理器使用正余弦編碼器處理代碼處理所述第二信號(hào)中的A、B、C、D四路正余弦信號(hào)及零點(diǎn)位置Z信號(hào)。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理方法中，所述步驟(a)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換采用以下公式：

C＝sin[(p/8191)·2π]

D＝-cos[(p/8191)·2π]

以上公式中，C表示第二信號(hào)的C信號(hào)的值，D表示第二信號(hào)的D信號(hào)的值，p表示第一信號(hào)的絕對(duì)位置信號(hào)。

本發(fā)明還提供一種伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理裝置，所述反饋信號(hào)包括來自第一編碼器的第一信號(hào)和來自第二編碼器的第二信號(hào)，包括：用于將所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將所述第二信號(hào)輸出到變頻器數(shù)字信號(hào)處理器。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理裝置中，所述第一編碼器為絕對(duì)值編碼器，所述第二編碼器為正余弦編碼器。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理裝置中，所述第一信號(hào)包括增量信號(hào)、第一時(shí)鐘信號(hào)以及絕對(duì)位置信號(hào)，所述第二信號(hào)包括A、B、C、D四路正余弦信號(hào)及零點(diǎn)位置Z信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括通信控制子單元、微控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換子單元；其中：所述通信控制子單元，用于獲取第一信號(hào)中的絕對(duì)位置信號(hào)和第一時(shí)鐘信號(hào)；所述微控制器，用于將第一信號(hào)中的絕對(duì)位置信號(hào)轉(zhuǎn)換為中間信號(hào)，同時(shí)將每次絕對(duì)位置信號(hào)為零度時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)作為零點(diǎn)位置Z信號(hào)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換子單元，用于通過數(shù)模轉(zhuǎn)換將所述中間信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二信號(hào)的C、D相正余弦信號(hào)。

在本發(fā)明所述的伺服電機(jī)反饋信號(hào)處理裝置中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換子單元使用以下公式實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換：

C＝sin[(p/8191)·2π]

D＝-cos[(p/8191)·2π]