[發(fā)明專利]一種基于單對(duì)極角度值擬合的角度值跳點(diǎn)抑制方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010451871.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111537004A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;肖磊;潘巍;姜金剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/14
• 分類號(hào): G01D5/14;G01D3/028
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于單對(duì)極角度值擬合的角度值跳點(diǎn)抑制方法及裝置。該方法及裝置包括：?jiǎn)螌?duì)極霍爾傳感器測(cè)量，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)霍爾信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)單對(duì)極角度值計(jì)算模塊獲得單對(duì)極角度值θ₁；多對(duì)極霍爾傳感器測(cè)量，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)霍爾信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)多對(duì)極角度值計(jì)算模塊獲得多對(duì)極角度值θ₂；多對(duì)極角度值細(xì)分處理模塊對(duì)多對(duì)極角度值進(jìn)行細(xì)分整合得到多對(duì)極角度值θ₃；等比例縮小模塊將多對(duì)極角度值縮小輸出θ₄與單對(duì)極角度值擬合模塊輸出的θ₅輸入到角度值跳點(diǎn)處理模塊，判斷角度值跳點(diǎn)的位置并進(jìn)行角度值跳點(diǎn)處理；本發(fā)明提供的方案通過(guò)對(duì)磁電編碼器的測(cè)量值校正，使磁電編碼器不受溫度、震動(dòng)等外界因素的影響，從而提高測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及磁電編碼器，具體地說(shuō)，涉及一種用于校正多對(duì)極磁電編碼器角度值跳點(diǎn)的方法。

背景技術(shù)

磁電編碼器是一種測(cè)量裝置，其原理是采用磁阻或者霍爾元件等傳感器對(duì)磁性材料的角度或者位移進(jìn)行測(cè)量，磁性材料的角度或者位移的變化會(huì)引起電阻或者電壓的變化，通過(guò)放大電路對(duì)變化量進(jìn)行放大，通過(guò)單片機(jī)處理后輸出脈沖信號(hào)或者模擬量信號(hào)，從而達(dá)到測(cè)量的目的。磁電編碼器具有抗振動(dòng)、抗腐蝕、抗污染、抗干擾和寬溫度的特性，因此，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、機(jī)械制造、船舶、紡織、印刷、航空、航天、雷達(dá)、通訊、軍工等領(lǐng)域。

常用的測(cè)量角度的傳統(tǒng)磁電編碼器一般包括定子、轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、霍爾傳感器和信號(hào)處理板。永久磁鐵粘接在轉(zhuǎn)子上，霍爾傳感器固定在信號(hào)處理板上。于是，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，永久磁鐵同步旋轉(zhuǎn)，在永久磁體與定子的氣隙中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，霍爾傳感器將磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理板進(jìn)行解算，從而實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量。

然而，諸如霍爾元件之類的傳感器，在不同的溫度下，其特性會(huì)產(chǎn)生些許變化，這引起磁電編碼器測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生偏移。也就是說(shuō)，在機(jī)械位置相同但溫度不同的情況下，磁電編碼器中傳感器特性的變化會(huì)造成測(cè)量結(jié)果不同。例如，在溫度變化的條件下，霍爾元件采集輸出的信號(hào)值發(fā)生了改變，導(dǎo)致單對(duì)極角度值與多對(duì)極角度值產(chǎn)生解算偏差。由于溫度變化造成的單對(duì)極角度值與多對(duì)極角度值的偏差值具有隨機(jī)性以及不一致性，致使單對(duì)極角度值與多對(duì)極角度值的映射關(guān)系發(fā)生改變，最終導(dǎo)致多對(duì)極角度值細(xì)分過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤，產(chǎn)生角度值跳點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種方案，旨在校正磁電編碼器的跳點(diǎn)誤差，使之在工作過(guò)程中，即使溫度發(fā)生變化，測(cè)量結(jié)果仍然平滑，沒(méi)有角度值跳點(diǎn)產(chǎn)生，因此可以提高磁電編碼器的測(cè)量精度。

本發(fā)明是這樣構(gòu)思的：

一種基于單對(duì)極角度值擬合的角度值跳點(diǎn)抑制方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(1)解算單對(duì)極角度值θ₁與多對(duì)極角度值θ₂；

(2)依據(jù)單對(duì)極角度值θ₁與多對(duì)極角度值θ₂對(duì)多對(duì)極角度值進(jìn)行角度值細(xì)分，得到細(xì)分后的多對(duì)極角度值θ₃；

(3)將得到的細(xì)分后的多對(duì)極角度值θ₃進(jìn)行等比例縮放，進(jìn)而得到角度幅值范圍在0～65535LSB內(nèi)的多對(duì)極角度值θ₄；

(4)將單對(duì)極角度值θ₁向細(xì)分處理后經(jīng)過(guò)縮放的多對(duì)極角度值θ₄進(jìn)行擬合，得到擬合后的單對(duì)極角度值θ₅；

(5)判斷擬合后的單對(duì)極角度值θ₅與細(xì)分處理后經(jīng)過(guò)縮放的多對(duì)極角度值θ₄的差值范圍，確定出現(xiàn)多對(duì)極跳點(diǎn)的具體位置并進(jìn)行多對(duì)極角度值跳點(diǎn)補(bǔ)償。

優(yōu)選地，所述的解算單對(duì)極角度值θ₁與多對(duì)極角度值θ₂的過(guò)程為：