[發明專利]一種旋轉編碼器的補償方法和補償系統

在審

• 申請號: 201710552974.4
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107449460A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 崔昊天;閆巡戈;朱威
• 申請（專利權）人: 銀弗（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 北京智乾知識產權代理事務所(普通合伙)11552
• 代理人: 華冰,曾妮

技術領域

本發明涉及編碼器技術，具體地，涉及一種旋轉編碼器的補償方法和補償系統。

背景技術

旋轉編碼器（rotary encoder）也稱為軸編碼器，是將旋轉位置或旋轉量轉換成模擬或數字信號的機電設備。一般裝設在旋轉物體中垂直旋轉軸的一面。旋轉編碼器用在許多需要精確旋轉位置及速度的場合，如工業控制、機器人技術、專用鏡頭、電腦輸入設備等。

伺服控制系統是一種能對試驗裝置的機械運動按預定要求進行自動控制的操作系統。目前伺服一般采用成品編碼器，編碼器的精度和抗干擾能力直接決定了伺服控制系統的控制精度和電磁兼容性能。

現有編碼器體積大，編碼器由于安裝位置不能保證絕對準確，不可避免的會存在非線性誤差。編碼器在伺服系統中占據著非常重要的位置，它是控制最內環的一項重要輸入數據。輸入數據不好就不能得到好的輸出控制。具體表現為電流環電流波形雜亂，速度環勻速運行波動較大。因此會大大降低伺服的性能。

光電編碼器以其精度高、實用性強、穩定等特點被廣泛應用；由于光電編碼器是利用光柵感應產生信號，因此穩定的信號往往取決于清晰，持續的光束。伺服系統在粉塵和惡劣環境下顆粒會滲透到光學路徑下容易引起失效。同樣伺服系統在波動潮濕的溫度下會引發旋轉碼盤上的冷凝也增加了失效的可能性。光電編碼器對于撞擊和振動同樣是很脆弱，這會直接導致旋轉光碼盤或傳感器的損壞。

編碼器準確可靠是伺服控制系統至關重要的一個環節，如何提高編碼器的精度，是本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供了一種旋轉編碼器的補償方法，該補償方法很好的補償了旋轉編碼器的非線性誤差，提高了運行效率，提高了檢測的實時性和準確性。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種旋轉編碼器的補償方法，包括以下步驟：

步驟S1，用旋轉編碼器采集電機運轉的實際數據；

步驟S2，將實際數據與所述電機的理想數據做減法，得到差值曲線；

步驟S3，根據所述差值曲線擬合出補償公式；

步驟S4，將所述補償公式寫入所述旋轉編碼器；

步驟S5，在檢測過程中，通過所述補償公式對所述旋轉編碼器的采集結果進行修正。

可選的，步驟S3中，通過傅里葉級數曲線擬合算法根據所述差值曲線擬合出補償公式。

可選的，步驟S4中，所述旋轉編碼器包括編碼器本體和控制中心，所述補償公式寫入所述控制中心。

可選的，步驟S5中，所述旋轉編碼器將所述采集結果傳遞給所述控制中心，所述控制中心通過所述補償公式對所述采集結果進行修正。

本發明還提供了一種旋轉編碼器的補償系統，包括編碼器本體、控制中心、標準電機；所述編碼器本體采集所述標準電機的實際數據并傳遞給所述控制中心，所述控制中心將實際數據與所述標準電機的理想數據做減法，得到差值曲線，然后將所述差值曲線擬合出補償公式。

可選的，所述控制中心通過傅里葉級數曲線擬合算法根據所述差值曲線擬合出補償公式。

可選的，所述控制中心通過所述補償公式對所述編碼器本體的采集結果進行修正。

本發明提供的旋轉編碼器的補償方法，包括以下步驟：首先，用旋轉編碼器采集電機運轉的實際數據；然后，將實際數據與所述電機的理想數據做減法，得到差值曲線；之后，根據所述差值曲線擬合出補償公式；并將所述補償公式寫入旋轉編碼器；在之后的檢測過程中，通過所述補償公式對所述旋轉編碼器的采集結果進行修正。

本發明提供的旋轉編碼器的補償方法，利用非線性擬合算法，直接輸出擬合公式，最大限度覆蓋編碼器產生的非線性誤差，降低了位置誤差，減小了速度波動，提升了伺服系統的精度。同時，利用非線性擬合算法，無需分段直接自動擬合出整條非線性曲線，這樣無需存儲大量校準數據，運算快捷，CPU占用率極低。該補償方法利用了非線性擬合算法，存儲數據量小，CPU占用率低，響應頻率高，在檢測高轉速電機時，依然能夠保證其實時性和準確性。

本發明還提供了一種旋轉編碼器的補償系統，使用了上述旋轉編碼器的補償方法。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。

圖1為本發明所提供的旋轉編碼器的補償方法的流程圖；

圖2為本發明所提供的旋轉編碼器的補償系統的工作流程圖。

具體實施方式