CN103592895B - 一种限位纠错方法、装置、控制器及伺服控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种限位纠错方法、装置、控制器及伺服控制系统，为负载设置电气限位开关，电气限位开关在负载的旋转角度超出正常工作范围，并且机械限位开关未被触发时被触发，当电气限位开关被触发时，确定正电气限位开关和负电气限位开关中哪个被触发，通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度，计算各个粗通道的机械角度与被触发的电气限位开关的参考角度差值的绝对值，确定与参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与第一机械角度对应的粗通道号，通过第一机械角度、与第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定绝对位置传感器的准确机械角度。本申请能及时对角度计算的错误进行纠正。

Description

一种限位纠错方法、装置、控制器及伺服控制系统

技术领域

本发明涉及伺服控制技术领域，尤其涉及一种限位纠错方法、装置、控制器及伺服控制系统。

背景技术

在伺服控制系统中，绝对位置传感器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，具体的，绝对位置传感器把角位移或直线位移转换成电信号，通过正余弦通道的反馈信号计算得到一个绝对的固定位置。

伺服控制系统通常包括：控制器、驱动器、电机、负载和绝对位置传感器。其中，控制器向驱动器发送控制指令，驱动器接收到控制器发送的控制指令后向电机发送驱动指令，驱动电机工作，电机带动负载旋转，绝对位置传感器采集负载的转动角度信息，将负载的转动角度信息反馈给控制器，控制器根据绝对位置传感器反馈的转动角度信息调整控制指令。需要说明的是，负载的正常旋转范围在-90°到90°之间，如果超出这个范围，则认为系统出现故障，此时，控制器需要及时调整控制指令，避免让负载在错误的方向上继续转动，造成更大的工作误差。为了防止负载超出正常工作范围，可设置机械限位开关，机械限位开关的触发角度在负载的正常工作范围外，如95度和-95度。

其中，中国专利文献CN102736534A是本发明最接近的现有技术。发明人在实现本发明创造的过程中发现：绝对位置传感器在工作过程中其结构可能发生变化，包括轴向窜动、径向偏移等，这些变化容易造成绝对位置传感器返回给控制器的转动角度信息为错误的信息，进一步导致负载转动角度可能超出正常工作范围，虽然通过设置机械限位开关可避免负载过度偏离正常工作范围，但是仍有一段范围是无法避免的，例如，当负载转到90度和-95度之间时，由于绝对位置传感器无法正确反馈负载转过的角度，因此，控制器不能及时调整控制指令，以至于负载在错误的方向上偏离的越远，直到旋转到95度时触发机械限位开关才停止。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种限位纠错方法、装置、控制器及伺服控制系统，用以解决现有技术中绝对位置传感器在工作过程中其结构发生变化导致绝对位置传感器返回给控制器的转动角度信息错误，进一步导致负载转动范围角度超出正常工作范围的问题，其技术方案如下：

一种限位纠错方法，应用于伺服控制系统中的控制器，为所述伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当所述负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，所述正电气限位开关或所述负电气限位开关被触发，所述绝对位置传感器设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道；

所述方法包括：

检测电气限位开关是否被触发；

当检测到所述电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关；

通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度；

计算所述各个粗通道的机械角度与预先设定的与所述被触发的电气限位开关对应的参考角度的差值的绝对值，其中，所述参考角度大于等于α-360/M/2并且小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为所述绝对位置传感器的粗通道的通道数；

从所述各个粗通道的机械角度中确定出与所述参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与所述第一机械角度对应的粗通道号；

通过所述第一机械角度、所述与所述第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定所述绝对位置传感器的准确机械角度。

可选的，上述方法还包括：

在检测到所述电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭；

在确定出与所述第一机械角度对应的粗通道号后，控制所述驱动器开启。

其中，通过所述第一机械角度、所述与所述第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定所述绝对位置传感器的准确机械角度，包括：

通过[(m*360+θ)/3]*(N/360)计算精通道号f；

通过f*360/N+FEA/N计算与精通道号f对应的精通道的机械角度；

其中，θ为第一机械角度，m为与所述第一机械角度θ对应的粗通道号，FEA为通过读取的精通道数据计算得到的该精通道的反正切变量，N为精通道的通道数。

其中，所述正电气限位开关与所述控制器的第一IO口连接，所述负电气限位开关与所述控制器的第二IO口连接，并预先存储所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，以及所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系；

所述检测电气限位开关是否被触发具体为：

检测输入所述控制器的第一IO口的电平是否由低电平跳变至高电平，并且，检测输入所述控制器的第二IO口的电平是否由低电平跳变至高电平；

当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变至高电平，或者，输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变至高电平时，确定所述电气限位开关被触发；

所述确定被触发的限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关具体为：

当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为正电气限位开关；

当输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为负电气限位开关。

一种限位纠错装置，应用于伺服控制系统中的控制器，预先为伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，正电气限位开关或所述负电气限位开关被触发，所述绝对位置传感器设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道；

所述装置包括：

检测模块，用于检测电气限位开关是否被触发；

第一确定模块，用于当所述检测模块检测到所述电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关；

第二确定模块，用于通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度；

计算模块，用于计算所述第二确定模块确定出的所述各个粗通道的机械角度与预先设定的与所述第一确定模块确定出的所述被触发的电气限位开关对应的参考角度的差值的绝对值，其中，所述参考角度大于等于α-360/M/2并且小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为所述绝对位置传感器的粗通道的通道数；

第三确定模块，用于从所述各个粗通道的机械角度中确定出与所述参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与所述第一机械角度对应的粗通道号；

第四确定模块，用于通过读取的精通道数据以及所述第三确定模块确定出的第一机械角度和与所述第一机械角度对应的粗通道号确定所述绝对位置传感器的准确机械角度。

可选的，上述装置还包括：

第一控制模块，用于当所述检测模块检测到所述电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭；

第二控制模块，用于在所述第三确定模块确定出与所述第一机械角度对应的粗通道号后，控制所述驱动器开启。

其中，所述第四确定模块包括：

第一计算子模块，用于通过[(m*360+θ)/3]*(N/360)计算精通道号f；

第二计算子模块，用于通过f*360/N+FEA/N计算与精通道号f对应的精通道的机械角度；

其中，θ为第一机械角度，m为与所述第一机械角度θ对应的粗通道号，FEA为通过读取的精通道数据计算得到的该精通道的反正切变量，N为精通道的通道数。

其中，所述正电气限位开关与所述控制器的第一IO口连接，所述负电气限位开关与所述控制器的第二IO口连接，并预先存储所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，以及所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系；

所述检测模块包括：

检测子模块，用于检测输入所述控制器的第一IO口的电平是否由低电平跳变至高电平，并且，检测输入所述控制器的第二IO口的电平是否由低电平跳变至高电平；

第一确定子模块，用于当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变至高电平，或者，所述输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变至高电平时，确定所述电气限位开关被触发；

所述第一确定模块包括：

第二确定子模块，用于当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为正电气限位开关；

第三确定子模块，用于当输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为负电气限位开关。

一种控制器，包括：上述的绝对位置传感器的限位纠错装置。

一种伺服控制系统，至少包括上述的控制器。

上述技术方案具有如下有益效果：

考虑到负载转动角度超出正常工作之后、机械限位开关被触发之前，绝对位置传感器有可能无法正确反馈负载转过的角度，本发明提供的绝对位置传感器的限位纠错方法及装置中，为负载设置电气限位开关，使负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，该电气限位开关被触发，负载的旋转角度超出正常的工作范围存在两种情况，一种情况为负载的旋转角度超过90度，另一种情况为负载的旋转角度超过-90度，因此，当电气限位开关被触发时，需要确定是正电气限位开关被触发还是负电气电位开关被触发，在确定出被触发的电气限位开关后，以与被触发的电气限位开关对应的参考角度为依据，通过绝对位置传感器的粗通道的机械角度，从各个粗通道中确定出正确的粗通道号，进一步通过确定出的粗通道号和与该粗通道号对应的粗通道的机械角度和精通道数据确定绝对位置传感器的准确机械角度，从而纠正了角度计算的错误。本发明提供的限位纠错方法、装置、控制器及伺服控制系统，在未出现角度计算错误的情况下，不引入多余动作，在出现角度计算错误后，限位的同时能使伺服控制系统不损失绝对位置传感器精度的条件下回归正常工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种限位纠错方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种限位纠错方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种限位纠错装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种限位纠错装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种限位纠错方法，该方法应用于伺服控制系统中的控制器，预先为伺服控制系统中的负载(例如，天线)设置正电气限位开关和负电气限位开关，当负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，正电气限位开关或负电气限位开关被触发，该方法可以包括：

步骤S101：检测电气限位开关是否被触发。

由于电气限位开关包括正电气限位开关和负电气限位开关，因此，需同对正电气限位开关和负电气限位开关的状态进行检测，当正电气限位开关或负电气限位开关被触发时，则认为电气限位开关被触发。

电气限位开关的触发角度应满足一定的条件，具体的，假设负载的正常工作范围为大于等于-90度小于等于90度，正机械限位开关的触发角度为95度，负机械限位开关的触发角度为-95度，那么，正电气限位开关的触发角度大于90度小于95度，例如92度，即负载旋转至92度位置时，正电气限位开关被触发，同样的，负电气限位开关的触发角度大于-95度小于-90度，例如-92度，即负载旋转至-92度位置时，负电气限位开关被触发。

步骤S102：当电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关。

步骤S103：通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度。

在本实施例中的绝对位置传感器设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道。例如，绝对位置传感器包括3个粗通道，每个粗通道包括64个精通道。

其中，通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度包括：通过读取的粗通道数据c_sin和c_cos计算粗通道的反正切变量CEA，具体的，CEA＝atan2(c_sin，c_cos)；通过反正切变量CEA确定各个粗通道的机械角度，其中，c_sin和c_cos分别为粗通道的正弦值和余弦值。

步骤S104：计算各个粗通道的机械角度与参考角度的差值的绝对值。

其中，参考角度为预先设定的与被触发的电气限位开关对应的参考角度。参考角度的范围为大于等于α-360/M/2小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为绝对位置传感器的粗通道的通道数。

假设绝对位置传感器的粗通道的通道数为3，正电气限位开关的触发角度为92度，负电气限位开关的触发角度为-92度，那么，与正电气限位开关对应的参考角度大于等于32度并且小于等于152度，与负电气限位开关对应的参考角度大于等于-152度并且小于等于-32度。

步骤S105：从各个粗通道的机械角度中确定出与参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与第一机械角度对应的粗通道号。

如果绝对位置传感器的粗通道的通道数为3，那么，粗通道号分别为1、2、3。同样的，如果精通道的通道数为64，那么，精通道号分别为1、2、3….64。

步骤S106：通过第一机械角度、与第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定精通道的机械角度，该精通道的机械角度即为绝对位置传感器的准确机械角度。考虑到负载转动角度超出正常工作之后、机械限位开关被触发之前，绝对位置传感器有可能无法正确反馈负载转过的角度，本发明实施例提供的限位纠错方法中，为负载设置电气限位开关，使负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关被触发之前，该电气限位开关被触发，负载的旋转角度超出正常的工作范围存在两种情况，一种情况为负载的旋转角度超过90度，另一种情况为负载的旋转角度超过-90度，因此，当电气限位开关被触发时，需要确定是正电气限位开关被触发还是负电气电位开关被触发，在确定出被触发的电气限位开关后，以与被触发的电气限位开关对应的参考角度为依据，通过绝对位置传感器的粗通道的机械角度，从各个粗通道中确定出正确的粗通道号，进一步通过确定出的粗通道号和与该粗通道号对应的粗通道的机械角度和精通道数据确定绝对位置传感器的准确机械角度，从而纠正了角度计算的错误。本发明提供的限位纠错方法，在未出现角度计算错误的情况下，不引入多余动作，在出现角度计算错误后，限位的同时能使伺服控制系统不损失绝对位置传感器精度的条件下回归正常工作状态。

请参阅图2，为本发明实施例提供的另一种限位纠错方法的流程示意图，该方法应用于伺服控制系统中的控制器，预先为伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，正电气限位开关或负电气限位开关被触发，该方法可以包括：

步骤S201：检测电气限位开关是否被触发。

由于电气限位开关包括正电气限位开关和负电气限位开关，因此，需同对正电气限位开关和负电气限位开关的状态进行检测，当正电气限位开关或负电气限位开关被触发时，则认为电气限位开关被触发。

电气限位开关的触发角度应满足一定的条件，具体的，假设负载的正常工作范围为大于等于-90度小于等于90度，正机械限位开关的触发角度为95度，负机械限位开关的触发角度为-95度，那么，正电气限位开关的触发角度大于90度小于95度，例如92度，即负载旋转至92度位置时，正电气限位开关被触发，同样的，负电气限位开关的触发角度大于-95度小于-90度，例如-92度，即负载旋转至-92度位置时，负电气限位开关被触发。

步骤S202：当电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭。

在本实施例中，为了确保负载不撞击机械限位开关，在电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭，从而使与驱动器连接的电机停止运转，进一步使负载停止转动。需要说明的是，当电气限位开关被触发时，也可以不关闭驱动器，本实施例的纠错运算速度可以满足直接进行纠正，之所以控制驱动器关闭是为了更加保险，使负载不撞击机械限位开关。

步骤S203：确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关。

步骤S204：通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度。

在本实施例中，绝对位置传感器设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道。例如，绝对位置传感器包括3个粗通道，每个粗通道包括64个精通道。

其中，通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度包括：通过读取的粗通道数据c_sin和c_cos计算粗通道的反正切变量CEA，具体的，CEA＝atan2(c_sin，c_cos)；通过反正切变量CEA确定各个粗通道的机械角度，其中，c_sin和c_cos分别为粗通道的正弦值和余弦值。

步骤S205：计算各个粗通道的机械角度与参考角度的差值的绝对值。

其中，参考角度为预先设定的与被触发的电气限位开关对应的参考角度。参考角度的范围为大于等于α-360/M/2小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为绝对位置传感器的粗通道的通道数。

假设绝对位置传感器的粗通道的通道数为3，正电气限位开关的触发角度为92度，负电气限位开关的触发角度为-92度，那么，与正电气限位开关对应的参考角度大于等于32度并且小于等于152度，与负电气限位开关对应的参考角度大于等于-152度并且小于等于-32度。

步骤S206：从各个粗通道的机械角度中确定出与参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与第一机械角度对应的粗通道号。

步骤S207：控制驱动器开启。

步骤S208：通过第一机械角度、与第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定精通道的机械角度，该精通道的机械角度即为绝对位置传感器的准确机械角度。

具体的，通过第一机械角度、与第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定精通道的机械角度包括：通过[(m*360+θ)/3]*(N/360)计算精通道号f；通过f*360/N+FEA/N计算与精通道号f对应的精通道的机械角度。其中，θ为第一机械角度，m为与第一机械角度θ对应的粗通道号，FEA为通过读取的精通道数据计算得到的该精通道的反正切变量，N为精通道的通道数。

以绝对位置传感器包括3个粗通道，每个粗通道包括64个精通道为例：假设正电气限位开关被触发，与正电气限位开关对应的参考角度为92度，绝对位置传感器的粗通道数据c_sin和c_cos相等，那么，通过粗通道数据计算反正切变量CEA，通过CEA确定粗通道1的机械角度为45度，粗通道2的机械角度为405度，粗通道3的机械角度为765度，将三个通道的机械角度分别与参考角度92度求差并取绝对值，由于45度与92度差值的绝对值最小，因此，与45度对应的粗通道为正确的通道，与该通道对应的通道号为1。

在确定出通道1和与通道1对应的机械角度后，计算精通道的机械角度，具体的，通过通道1和与通道1对应的机械角度确定精通道号：[(1*360+45)/3]*(64/360)＝24，得到精通道号为24，再通过计算得到的精通道号和精通到的反正切变量FEA计算精通道的机械角度，具体的，精通道的机械角度为24*360/64+FEA/64，计算得到的精通道的机械角度即为绝对位置传感器准确的机械角度。

考虑到负载转动角度超出正常工作之后、机械限位开关被触发之前，绝对位置传感器有可能无法正确反馈负载转过的角度，本发明实施例提供的限位纠错方法中，为负载设置电气限位开关，使负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，该电气限位开关被触发，负载的旋转角度超出正常的工作范围存在两种情况，一种情况为负载的旋转角度超过90度，另一种情况为负载的旋转角度超过-90度，因此，当电气限位开关被触发时，需要确定是正电气限位开关被触发还是负电气电位开关被触发，同时，为了确保负载不撞击机械限位开关，控制驱动器关闭，在确定出被触发的电气限位开关后，以与被触发的电气限位开关对应的参考角度为依据，通过绝对位置传感器的粗通道的机械角度，从各个粗通道中确定出正确的粗通道号，然后，控制驱动器开启，进一步通过确定出的粗通道号和与该粗通道号对应的粗通道的机械角度和精通道数据确定精通道的机械角度，得到绝对位置传感器的准确机械角度，从而纠正了角度计算的错误。本发明实施例提供的限位纠错方法，在未出现角度计算错误的情况下，不引入多余动作，在出现角度计算错误后，限位的同时能使伺服控制系统不损失绝对位置传感器精度的条件下回归正常工作状态。

在上述任意一个实施例中，检测电气限位开关是否被触发的实现方式有多种。在一种可能的实现方式中，正电气限位开关与控制器的第一IO口连接，负电气限位开关可与控制器的第二IO口连接，则检测电气限位开关是否被触发具体为：检测输入控制器的第一IO口的电平是否由低电平跳变至高电平，并且，检测输入控制器的第二IO口的电平是否由低电平跳变至高电平；当输入控制器的第一IO口的电平由低电平跳变至高电平，或者，输入控制器的第二IO口的电平由低电平跳变至高电平时，确定电气限位开关被触发。

在检测到电气限位开关被触发后，需确定正电气限位开关和负电气限位开关中哪个电气限位开关被触发。在一种可能的实施方式中，预先存储控制器的第一IO口与正电气限位开关的关联关系，以及控制器的第二IO口与负电气限位开关的关联关系，则确定被触发的限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关具体为：当输入控制器的第一IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于控制器的第一IO口与正电气限位开关的关联关系，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关；当输入控制器的第二IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于控制器的第二IO口与负电气限位开关的关联关系，确定被触发的电气限位开关为负电气限位开关。

请参阅图3，为本发明实施例提供的一种限位纠错装置，该装置应用于伺服控制系统中的控制器，为伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，正电气限位开关或负电气限位开关被触发，该装置可以包括：检测模块301、第一确定模块302、第二确定模块303、计算模块304、第三确定模块305和第四确定模块306。其中：

检测模块301，用于检测电气限位开关是否被触发。

第一确定模块302，用于当检测模块301检测到电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关。

第二确定模块303，用于通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度。

计算模块304，用于计算第二确定模块303确定出的各个粗通道的机械角度与预先设定的与第一确定模块302确定出的被触发的电气限位开关对应的参考角度的差值的绝对值。

其中，参考角度大于等于α-360/M/2并且小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为绝对位置传感器的粗通道的通道数。

第三确定模块305，用于从各个粗通道的机械角度中确定出与参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与第一机械角度对应的粗通道号。

第四确定模块306，用于通过读取的精通道数据以及第三确定模块305确定出的第一机械角度和与第一机械角度对应的粗通道号确定绝对位置传感器的准确机械角度。

考虑到负载转动角度超出正常工作之后、机械限位开关被触发之前，绝对位置传感器有可能无法正确反馈负载转过的角度，本发明实施例提供的限位纠错装置，为负载设置电气限位开关，使负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，该电气限位开关被触发，负载的旋转角度超出正常的工作范围存在两种情况，一种情况为负载的旋转角度超过90度，另一种情况为负载的旋转角度超过-90度，因此，当电气限位开关被触发时，需要确定是正电气限位开关被触发还是负电气电位开关被触发，在确定出被触发的电气限位开关后，以与被触发的电气限位开关对应的参考角度为依据，通过绝对位置传感器的粗通道的机械角度，从各个粗通道中确定出正确的粗通道号，进一步通过确定出的粗通道号和与该粗通道号对应的粗通道的机械角度和精通道数据确定精通道的机械角度，得到绝对位置传感器的准确机械角度，从而纠正了角度计算的错误。本发明实施例提供的限位纠错装置，在未出现角度计算错误的情况下，不引入多余动作，在出现角度计算错误后，限位的同时能使伺服控制系统不损失绝对位置传感器精度的条件下回归正常工作状态。

请参阅图4，为本发明实施例提供的一种限位纠错装置，该装置应用于伺服控制系统中的控制器，为伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，正电气限位开关或负电气限位开关被触发，并且，伺服控制系统中的设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道，该装置可以包括：检测模块401、第一控制模块402、第一确定模块403、第二确定模块404、计算模块405、第三确定模块406、第二控制模块407和第四确定模块408。其中：

检测模块401，用于检测电气限位开关是否被触发。

第一控制模块402，用于当检测模块401检测到电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭。

第一确定模块403，用于当检测模块401检测到电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关。

第二确定模块404，用于通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度。

计算模块405，用于计算第二确定模块404确定出的各个粗通道的机械角度与预先设定的与第一确定模块403确定出的被触发的电气限位开关对应的参考角度的差值的绝对值。

其中，参考角度大于等于α-360/M/2并且小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为绝对位置传感器的粗通道的通道数。

第三确定模块406，用于从各个粗通道的机械角度中确定出与参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与所述第一机械角度对应的粗通道号。

第二控制模块407，用于在第三确定模块406确定出与第一机械角度对应的粗通道号后，控制驱动器开启。

第四确定模块408，用于通过读取的精通道数据以及第三确定模块406确定出的第一机械角度和与第一机械角度对应的粗通道号确定绝对位置传感器的准确机械角度。

考虑到负载转动角度超出正常工作之后、机械限位开关被触发之前，绝对位置传感器有可能无法正确反馈负载转过的角度，本发明实施例提供的限位纠错方法中，为负载设置电气限位开关，使负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，该电气限位开关被触发，负载的旋转角度超出正常的工作范围存在两种情况，一种情况为负载的旋转角度超过90度，另一种情况为负载的旋转角度超过-90度，因此，当电气限位开关被触发时，需要确定是正电气限位开关被触发还是负电气电位开关被触发，同时，为了确保负载不撞击机械限位开关，控制驱动器关闭，在确定出被触发的电气限位开关后，以与被触发的电气限位开关对应的参考角度为依据，通过绝对位置传感器的粗通道的机械角度，从各个粗通道中确定出正确的粗通道号，然后，控制驱动器开启，进一步通过确定出的粗通道号和与该粗通道号对应的粗通道的机械角度和精通道数据确定精通道的机械角度，得到绝对位置传感器的准确机械角度，从而纠正了角度计算的错误。本发明实施例提供的限位纠错方法，在未出现角度计算错误的情况下，不引入多余动作，在出现角度计算错误后，限位的同时能使伺服控制系统不损失绝对位置传感器精度的条件下回归正常工作状态。

在上述任一实施例中，正电气限位开关与控制器的第一IO口连接，负电气限位开关与控制器的第二IO口连接，则检测模块可以包括：检测子模块和第一确定子模块。其中：

检测子模块，用于检测输入控制器的第一IO口的电平是否由低电平跳变至高电平，并且，检测输入控制器的第二IO口的电平是否由低电平跳变至高电平。

第一确定子模块，用于当输入控制器的第一IO口的电平由低电平跳变至高电平，或者，输入控制器的第二IO口的电平由低电平跳变至高电平时，确定电气限位开关被触发。

进一步的，在检测到电气限位开关被触发后，需确定正电气限位开关和负电气限位开关哪个被触发。在一种可能的实施方式中，预先存储所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，以及所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系，则第一确定模块包括：第二确定子模块和第三确定子模块。其中：

第二确定子模块，用于当输入控制器的第一IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于控制器的第一IO口与正电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为正电气限位开关。

第三确定子模块，用于当输入控制器的第二IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于控制器的第二IO口与负电气限位开关的关联关系，确定被触发的电气限位开关为负电气限位开关。

本发明实施例还提供了一种控制器，该控制器包括上述任意一个实施例提供的绝对位置传感器的限位纠错装置。

本发明实施例还提供了一种伺服控制系统，该系统包括上述实施例提供的控制器。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种限位纠错方法，应用于伺服控制系统中的控制器，其特征在于，为所述伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当所述负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，所述正电气限位开关或所述负电气限位开关被触发，所述伺服控制系统中的绝对位置传感器设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道；

所述方法包括：

检测电气限位开关是否被触发；

当检测到电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关；

通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度；

计算所述各个粗通道的机械角度与预先设定的与所述被触发的电气限位开关对应的参考角度的差值的绝对值，其中，所述参考角度大于等于α-360/M/2并且小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为所述绝对位置传感器的粗通道的通道数；

从所述各个粗通道的机械角度中确定出与所述参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与所述第一机械角度对应的粗通道号；

通过所述第一机械角度、所述与所述第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定所述绝对位置传感器的准确机械角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在检测到所述电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭；

在确定出与所述第一机械角度对应的粗通道号后，控制所述驱动器开启。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所述第一机械角度、所述与所述第一机械角度对应的粗通道号和读取的精通道数据确定所述绝对位置传感器的准确机械角度，包括：

通过[(m*360+θ)/3]*(N/360)计算精通道号f；

通过f*360/N+FEA/N计算与精通道号f对应的精通道的机械角度；

其中，θ为第一机械角度，m为与所述第一机械角度θ对应的粗通道号，FEA为通过读取的精通道数据计算得到的该精通道的反正切变量，N为精通道的通道数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述正电气限位开关与所述控制器的第一IO口连接，所述负电气限位开关与所述控制器的第二IO口连接，并预先存储所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，以及所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系；

则所述检测电气限位开关是否被触发具体为：

检测输入所述控制器的第一IO口的电平是否由低电平跳变至高电平，并且，检测输入所述控制器的第二IO口的电平是否由低电平跳变至高电平；

当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变至高电平，或者，输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变至高电平时，确定所述电气限位开关被触发；

所述确定被触发的限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关具体为：

当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为正电气限位开关；

当输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为负电气限位开关。

5.一种绝对位置传感器的限位纠错装置，应用于伺服控制系统中的控制器，其特征在于，预先为伺服控制系统中的负载设置正电气限位开关和负电气限位开关，当负载的旋转角度超出正常工作范围，并且，机械限位开关未被触发时，正电气限位开关或所述负电气限位开关被触发，所述绝对位置传感器设置有多个粗通道，每个粗通道设置有多个精通道；

所述装置包括：

检测模块，用于检测电气限位开关是否被触发；

第一确定模块，用于当所述检测模块检测到所述电气限位开关被触发时，确定被触发的电气限位开关为正电气限位开关还是为负电气限位开关；

第二确定模块，用于通过读取的绝对位置传感器的粗通道数据确定各个粗通道的机械角度；

计算模块，用于计算所述第二确定模块确定出的所述各个粗通道的机械角度与预先设定的与所述第一确定模块确定出的所述被触发的电气限位开关对应的参考角度的差值的绝对值，其中，所述参考角度大于等于α-360/M/2并且小于等于α+360/M/2，α为电气限位开关的触发角度，M为所述绝对位置传感器的粗通道的通道数；

第三确定模块，用于从所述各个粗通道的机械角度中确定出与所述参考角度的差值的绝对值最小的机械角度作为第一机械角度，并确定与所述第一机械角度对应的粗通道号；

第四确定模块，用于通过读取的精通道数据以及所述第三确定模块确定出的第一机械角度和与所述第一机械角度对应的粗通道号确定绝对位置传感器的准确机械角度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一控制模块，用于当所述检测模块检测到所述电气限位开关被触发时，控制驱动器关闭；

第二控制模块，用于在所述第三确定模块确定出与所述第一机械角度对应的粗通道号后，控制所述驱动器开启。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述第四确定模块包括：

第一计算子模块，用于通过[(m*360+θ)/3]*(N/360)计算精通道号f；

第二计算子模块，用于通过f*360/N+FEA/N计算与精通道号f对应的精通道的机械角度；

其中，θ为第一机械角度，m为与所述第一机械角度θ对应的粗通道号，FEA为通过读取的精通道数据计算得到的该精通道的反正切变量，N为精通道的通道数。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述正电气限位开关与所述控制器的第一IO口连接，所述负电气限位开关与所述控制器的第二IO口连接，并预先存储所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，以及所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系；

所述检测模块包括：

检测子模块，用于检测输入所述控制器的第一IO口的电平是否由低电平跳变至高电平，并且，检测输入所述控制器的第二IO口的电平是否由低电平跳变至高电平；

第一确定子模块，用于当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变至高电平，或者，所述输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变至高电平时，确定所述电气限位开关被触发；

所述第一确定模块包括：

第二确定子模块，用于当输入所述控制器的第一IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第一IO口与所述正电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为正电气限位开关；

第三确定子模块，用于当输入所述控制器的第二IO口的电平由低电平跳变为高电平时，基于所述控制器的第二IO口与所述负电气限位开关的关联关系，确定所述被触发的电气限位开关为负电气限位开关。

9.一种控制器，其特征在于，包括：如权利要求5～8中任意一项所述的绝对位置传感器的限位纠错装置。

10.一种伺服控制系统，其特征在于，所述系统至少包括如权利要求9所述的控制器。