[發(fā)明專利]一種編碼器的信號處理方法、裝置及相關(guān)組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911384358.8
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111089610B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡紹廣
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江禾川科技股份有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01D5/244
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉志紅

本申請公開了一種編碼器的信號處理方法，編碼器包括磁傳感器，該信號處理方法包括：根據(jù)磁傳感器的輸出參數(shù)確定參考值，輸出參數(shù)包括余弦參數(shù)和正弦參數(shù)；將實(shí)際余弦參數(shù)與參考值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果及實(shí)際正弦參數(shù)得到正弦信號的增/減區(qū)間；獲取與正弦信號合成標(biāo)準(zhǔn)圓的余弦信號，以便根據(jù)正弦信號和余弦信號合成的標(biāo)準(zhǔn)圓解算單圈角度。本申請能夠通過實(shí)際的正弦信號和計(jì)算出的余弦信號合成標(biāo)準(zhǔn)圓，提高單圈角度的解算精度，同時不需要采用額外的器件進(jìn)行信號補(bǔ)償，降低了硬件成本。本申請還公開了一種編碼器的信號處理裝置、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有以上有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及編碼器領(lǐng)域，特別涉及一種編碼器的信號處理方法、裝置及相關(guān)組件。

背景技術(shù)

在一個典型的閉環(huán)控制中，編碼器作為角度反饋裝置，其性能參數(shù)直接影響控制系統(tǒng)的精度、增益和穩(wěn)定性。磁編碼器領(lǐng)域，一般在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)放置磁鐵，在固定側(cè)放置磁傳感器及相關(guān)器件，旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)一周，磁傳感器輸出周期性、頻率比相同的正弦信號和余弦信號，MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)根據(jù)采集到正余弦信號進(jìn)行角度位置解算，并與外部通信輸出當(dāng)前角度位置。但是由于磁傳感器本身的特性和安裝的位置誤差，導(dǎo)致正弦信號和余弦信號之間存在一定的相位差和幅值偏置，通過該正弦信號和余弦信號合成的圓為橢圓，通過橢圓解算出的單圈角度值，在精度上、數(shù)值波動上存在非線性問題，從而在實(shí)際應(yīng)用中會影響控制器對電機(jī)的控制。

為解決上述問題，現(xiàn)有的方案是對相位和幅值進(jìn)行補(bǔ)償，具體需要一個具有更高精度、更好性能的編碼器A和待補(bǔ)償編碼器B，通過校準(zhǔn)治具連接在一起，并設(shè)計(jì)一塊校準(zhǔn)板，通過一個旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動編碼器A和待補(bǔ)償編碼器B同軸、同時旋轉(zhuǎn)，讀取編碼器A和待補(bǔ)償編碼器B的實(shí)時數(shù)據(jù)，通過比對計(jì)算的方法，測量出待補(bǔ)償編碼器B的相位差和幅值偏置，再將此數(shù)據(jù)與待補(bǔ)償編碼器B的原始信號整合，就可以補(bǔ)償待補(bǔ)償編碼器B的幅值和相位。但是，使用現(xiàn)有的技術(shù)方案需要一個性能遠(yuǎn)優(yōu)于待補(bǔ)償編碼器B的編碼器A，一般情況下編碼器A的綜合性能應(yīng)該是編碼器B的10倍以上，由于編碼器A的使用導(dǎo)致整個系統(tǒng)成本過高。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種編碼器的信號處理方法、裝置、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，能夠通過實(shí)際的正弦信號和計(jì)算出的余弦信號合成標(biāo)準(zhǔn)圓，提高單圈角度的解算精度，同時不需要采用額外的器件進(jìn)行信號補(bǔ)償，降低了硬件成本。

為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N編碼器的信號處理方法，所述編碼器包括磁傳感器，該信號處理方法包括：

根據(jù)所述磁傳感器的輸出參數(shù)確定參考值，所述輸出參數(shù)包括余弦參數(shù)和正弦參數(shù)；

將實(shí)際余弦參數(shù)與所述參考值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果及實(shí)際正弦參數(shù)得到正弦信號的增/減區(qū)間；

獲取與所述正弦信號合成標(biāo)準(zhǔn)圓的余弦信號，以便根據(jù)所述正弦信號和所述余弦信號合成的標(biāo)準(zhǔn)圓解算單圈角度。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述磁傳感器的輸出參數(shù)確定參考值的過程具體為：

確定所述正弦參數(shù)中的最大值和最小值；

根據(jù)所述最大值對應(yīng)的余弦參數(shù)及所述最小值對應(yīng)的余弦參數(shù)確定參考值。

優(yōu)選的，所述確定所述正弦參數(shù)中的最大值和最小值的過程具體為：

獲取多個周期內(nèi)的最大正弦參數(shù)和最小正弦參數(shù)；

將多個所述最大正弦參數(shù)的平均值作為所述正弦參數(shù)中的最大值；

將多個所述最小正弦參數(shù)的平均值作為所述正弦參數(shù)中的最小值。

優(yōu)選的，所述將實(shí)際余弦參數(shù)與所述參考值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果及實(shí)際正弦參數(shù)得到正弦信號的增/減區(qū)間的過程具體為：