[發(fā)明專利]一種用于動子位置信號綜合處理的方法和裝置

在審

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108233816A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹健;聶子玲;朱俊杰;芮萬智;韓一;徐文凱;葉偉偉;劉德志;毛衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省軍民融合裝備技術(shù)創(chuàng)新中心;中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: H02P25/06
• 分類號: H02P25/06;H02P7/02;H02K29/06;H02K41/035
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;胡藝

本發(fā)明公開了一種用于動子位置信號綜合處理的方法，通過位置傳感器獲取動子的基準(zhǔn)位置信號和實時位置信號，對實時位置信號依次進行濾波、剔除噪聲、鑒頻和倍頻處理，對經(jīng)處理之后的信號進行缺失判斷，若存在缺失則進行缺失補償，若不存在缺失，則進行延時判斷，若存在延時則進行延時補償，若未發(fā)生延時，則結(jié)合基準(zhǔn)位置信號獲取動子的運動方向和實時位移。本發(fā)明還公開了一種用于動子位置信號綜合處理的裝置。本發(fā)明能夠接受多路來自傳感器的動子位置信號，并將處理后的位置信號發(fā)送到上級控制器，實現(xiàn)直線電機的精確控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于動子位置信號綜合處理的裝置和方法。

背景技術(shù)

在長距離、大推力的提升系統(tǒng)及直線運動系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機需要通過傳動轉(zhuǎn)換裝置才能輸出直線運動，而直線電機由于其特殊的結(jié)構(gòu)可直接輸出直線運動，使得其應(yīng)用越來越廣泛。為了實現(xiàn)對直線電機的精確控制，需要對動子位置信號作精確檢測和有效處理，特別是在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，實時精準(zhǔn)地反饋動子位置信號顯得尤為重要。

為了有效處理動子位置信號，多年以來國內(nèi)外很多學(xué)者提出了不同的處理方法，都取得了各自不同的效果。2006年，上海交通大學(xué)的錢存元等人在高速磁浮列車動子位置檢測系統(tǒng)的研究中，提出了一種針對單一傳感器測量系統(tǒng)的位置算法，其位置檢測精度低、誤差大。安徽大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院的學(xué)者采用高速相機采集相鄰柵欄圖像，由此他們分別提出了基于梯度法的圖像均方差處理算法、基于多峰擬合相位相關(guān)算法和基于奇異值分解相位相關(guān)算法來獲得動子的位置信息，其在試驗過程中動子運動速度僅在0-1m/s之間，這種方法算法復(fù)雜、實時性較差，而且其采集的圖像信息易受電機振動和灰塵等環(huán)境的影響，難以適合大功率、惡劣環(huán)境下高速電機的位置控制要求。2015年海軍工程大學(xué)的王擎宇等人針對分段式直線電機提出了一種動子位置信號的處理方式，其通過傳感器陣列獲得一組正交編碼信號，對正交編碼信號進行數(shù)字濾波處理，再通過正交算法獲得動子實時位置，但其采用的是分段式信號傳輸方式，信號需要逐級傳輸處理，各個單元之間依賴程度增加，不利于設(shè)備模塊化發(fā)展，而且由此造成系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量增加、體積增大，不滿足設(shè)備集成化發(fā)展方向。

目前，國內(nèi)關(guān)于動子位置檢測及信號綜合處理的方法有很多，但應(yīng)用于如電磁發(fā)射這樣長距離、大推力的特殊環(huán)境中還很罕見，其工程實際技術(shù)難度較高，與旋轉(zhuǎn)電機及一般直線電機的動子位置檢測與信號處理有較大差別。

直線電機未來應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，特別是在電磁發(fā)射、磁懸浮列車等領(lǐng)域，由于其功率大、定子長、使用環(huán)境特殊，由此需要一套實時性好、可靠性高、位置測量精度高、環(huán)境適應(yīng)性強、模塊化及集成化程度高的動子位置信號綜合處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服上述背景技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種用于動子位置信號綜合處理的裝置和方法，能夠接受多路來自傳感器的動子位置信號，并將處理后的位置信號發(fā)送到上級控制器，實現(xiàn)直線電機的精確控制。

為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的所采用的技術(shù)方案為：

一種用于動子位置信號綜合處理的方法：

通過位置傳感器獲取動子的基準(zhǔn)位置信號和實時位置信號，對實時位置信號依次進行濾波、剔除噪聲、鑒頻和倍頻處理，對經(jīng)處理之后的信號進行缺失判斷，若存在缺失則進行缺失補償，若不存在缺失，則進行延時判斷，若存在延時則進行延時補償，若未發(fā)生延時，則結(jié)合基準(zhǔn)位置信號獲取動子的運動方向和實時位移。

較佳地，實時位置信號為位置傳感器通過正交編碼器發(fā)出的正交編碼信號，位置傳感器發(fā)出兩組正交編碼信號第一組為A₁和B₁，第二組為A₂和B₂。