[發明專利]一種編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統、方法及應用

有效

• 申請號: 201911025692.4
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN111006697B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 王廣;彭玉禮;周溪;王思月;任華棟;張育州
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;H04L1/00
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 陳旭燕

本發明屬于數據處理技術領域，公開了一種編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統、方法及應用，包括：絕對位置計算模塊、絕對位置拼接模塊、絕對解碼模塊、絕對位置差值計算模塊、速度檢測模塊、絕對位置數據發送幀數選擇模塊、RS485通信模塊。本發明通過通信編碼優化的方式，減少最終需要發送的數據量，縮短數據發送時間，提高伺服系統的工作實時性與控制精度。解決了編碼器發送數據量偏大的問題；解決伺服系統的實時性、控制精度及工作性能不足等問題。本發明有效減少了最終編碼器需要發送的數據量，縮短了數據發送時間；提高了整個伺服系統的實時性、精度及工作性能。

技術領域

本發明屬于數據處理技術領域，尤其涉及一種編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統、方法及應用。

背景技術

目前，最接近的現有技術：編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。

光電編碼器是一種集光、機、電于一體的測角設備,通過機械結構和信號處理電路將光學信號轉換成電信號，從而實現對角位移、位置和速度等多種物理量的直接或間接測量。絕對編碼器通常采用串行通信，比如RS485、SPI、SSI等方式將絕對位置數據傳輸給驅動器。出于對編碼器的控制、數據校驗等方面考慮，其傳輸內容包含控制位數據、狀態位數據、絕對位置數據以及校驗位數據共6幀數據。以RS485為例，一般采用2.5M的波特率，需要消耗24us的時間來發送所有的數據。如此一來，數據發送時間較長，降低了伺服系統的實時性能，使得總體控制性能下降。

現有技術一是一種數據傳輸處理方法、裝置及系統，由于數據發送處理裝置根據來自配置裝置的通道標識查詢相應的通道如果有數據要發送，則根據通道標識獲取讀數據的地址，并根據該地址獲取并行比特數據，然后根據通道標識恢復上一次插0處理后保存的現場數據，然后將獲取的并行比特數據、上一次獲取的并行比特數據以及上一次插0處理后輸出的并行比特數據的低5位組合，再對組合后的并行比特數據進行插0處理，再將插0處理后的并行比特數據輸出；該技術存在數據發送時間較長，降低了伺服系統的實時性能，總體控制性能下降。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的編碼器存在數據發送時間較長，降低了伺服系統的實時性能，總體控制性能下降。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統、方法及應用。

本發明是這樣實現的，一種編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統，所述編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統包括：

絕對位置計算模塊，用于通過包括相位補償、細分算法的步驟將絕對信號轉化為低位的絕對位置值；

絕對解碼模塊，用于通過將格雷碼轉為二進制的方式生成高位的絕對位置值；

絕對位置拼接模塊，用于將絕對位置計算模塊、解碼模塊輸出的高、低位絕對位置值拼接成完整的絕對位置值；

絕對位置差值計算模塊，用于通過將本周期與上周期的絕對位置值進行差值運算得出絕對位置差值；

絕對位置數據發送幀數選擇模塊，用于根據速度檢測模塊計算出的具體速度來判斷最終編碼器需要發送幾幀絕對位置差值數據給驅動器；

RS485通信模塊，用于將絕對位置差值發送給驅動器。

進一步，所述編碼器的位置數據處理及傳輸控制系統還包括：速度檢測模塊，用于利用絕對位置差值并結合本周期和上周期之間的間隔所用時間計算出具體速度。