[發(fā)明專利]混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611060226.6
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106655646A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02K11/33
• 分類號: H02K11/33;H02K11/215;H02K11/225;H02K11/22;H02K11/35
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于編碼器安裝位置誤差校正技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在伺服電機控制領(lǐng)域，為了進行位置或速度的精確控制以及提高伺服電機的控制性能，往往需要知道轉(zhuǎn)子的初始位置以及運行過程中的位置及速度信息，這可以通過安裝轉(zhuǎn)子位置傳感器來獲得。其中混合式光電編碼器結(jié)合了絕對位置光電編碼器和增量式位置光電編碼器的優(yōu)點，既提供低分辨率的絕對位置信息，也提供較高分辨率的增量脈沖信號，價格適中，因此在各類需要初始位置信息的伺服電機領(lǐng)域應用廣泛。然而，和其他類型的傳感器一樣，混合式光電編碼器在安裝時的裝配誤差會導致伺服電機實際轉(zhuǎn)子位置與通過混合式光電編碼器檢測到的轉(zhuǎn)子位置之間存在誤差，這種檢測誤差的存在會引起不期望和不可控制的直軸電流，從而影響伺服電機的啟動和運行控制的精度，降低控制系統(tǒng)的效率，嚴重時會造成伺服電機無法起動或反轉(zhuǎn)。

目前對混合式光電編碼器安裝位置的檢測通常采用人工重復實驗的方法，調(diào)整混合式光電編碼器的安裝位置，直至滿足精度要求，檢測成本高、效率低，耗費的人力物力高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、實現(xiàn)方便且成本低、使用操作方便、適應性強、無需耗費太多的人力物力、實用性強、使用效果好的混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)，其特征在于：包括微處理器和用于對給伺服電機供電的直流母線電流進行實時檢測的霍爾電流傳感器，所述微處理器的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換電路模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的輸入端接有用于對霍爾電流傳感器輸出的信號進行放大調(diào)理的電流信號調(diào)理電路，所述霍爾電流傳感器的輸出端與電流信號調(diào)理電路的輸入端連接，所述微處理器的輸出端接有用于驅(qū)動裝有混合式光電編碼器的伺服電機的三相功率驅(qū)動器，所述伺服電機與三相功率驅(qū)動器的輸出端連接。

上述的混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)，其特征在于：所述微處理器為數(shù)字信號處理器DSPIC30F4012。

上述的混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)，其特征在于：所述霍爾電流傳感器的型號為CSM300B。

上述的混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定系統(tǒng)，其特征在于：所述三相功率驅(qū)動器的型號為IR2130。

本發(fā)明還提供了一種方法步驟簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)對伺服電機的混合式光電編碼器安裝位置誤差補償值的自動獲取、無需耗費太多的人力物力的混合式光電編碼器安裝誤差補償值確定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、安裝誤差補償值為零時直流母線電流信號的采集及處理：微處理器設(shè)定混合式光電編碼器安裝誤差補償值DT的初始值為零，控制三相功率驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn)；伺服電機旋轉(zhuǎn)過程中，霍爾電流傳感器對給伺服電機供電的直流母線電流進行實時檢測并將檢測到的信號輸出給電流信號調(diào)理電路，電流信號調(diào)理電路對霍爾電流傳感器輸出的信號進行放大調(diào)理后輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路模塊，A/D轉(zhuǎn)換電路模塊對其接收到的直流母線電流信號進行采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸出給微處理器，微處理器接收A/D轉(zhuǎn)換電路模塊輸出給其的直流母線電流信號的數(shù)字值，并求取時間T內(nèi)的平均值X；

步驟二、安裝誤差補償值為安裝誤差補償最小角度時直流母線電流信號的采集及處理：微處理器以混合式光電編碼器能夠辨識的增量脈沖對應的電角度為安裝誤差補償最小角度Δ，將安裝誤差補償值調(diào)整方向F設(shè)定為+1，并將安裝誤差補償值DT從初始值增大Δ后，接收A/D轉(zhuǎn)換電路模塊輸出給其的直流母線電流信號的數(shù)字值，并求取時間T內(nèi)的平均值Y；

步驟三、分情況比較X與Y的大小，進行混合式光電編碼器安裝誤差補償值的調(diào)整，具體過程為：

當F為+1時，比較X與Y的大小；

當X≤Y時，微處理器將Y的值賦給X，將安裝誤差補償值DT減小Δ后，更新F值為-1，接收A/D轉(zhuǎn)換電路模塊輸出給其的直流母線電流信號的數(shù)字值，并求取時間T內(nèi)的平均值，將求得的結(jié)果賦給Y；

當X>Y時，微處理器將Y的值賦給X，將安裝誤差補償值DT增大Δ后，更新F值為+1，接收A/D轉(zhuǎn)換電路模塊輸出給其的直流母線電流信號的數(shù)字值，并求取時間T內(nèi)的平均值，將求得的結(jié)果賦給Y；

當F為-1時，比較X與Y的大小；