CN104838236B - 用于校正旋转编码器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于校正电机(2)的输出正弦轨迹(14)和余弦轨迹(16)的旋转编码器(8)、尤其是增量式编码器的方法(24)，该旋转编码器具有基准数(12)。方法(24)规定：电机(2)被调节到特定的速度(nsoll)；借助正弦轨迹(14)和/或余弦轨迹(16)来确定电机(2)的角度(38)；由此获知时间上的角度变化曲线(22)；获知在时间上的角度变化曲线(22)中具有频率大致为特定的速度(nsoll)和基准数(12)的乘积的整数倍的波动(44)；并且由此推导出正弦轨迹(14)和/或余弦轨迹(16)的纠正因子(20)，其中，波动(44)的振幅(A)小于或等于界限值(48)。此外，本发明还涉及一种编码器评估系统(18)和一种带旋转编码器(8)的电动机(2)。

Description

用于校正旋转编码器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于校正电机的输出正弦轨迹和余弦轨迹的旋转编码器、尤其是增量式编码器的方法。本发明此外还涉及一种用于执行该方法的编码器评估系统和一种电机。
背景技术
在电动机驱动的机器、例如机床中，为了机器的精确运行需要知道电动机的实际相位。因此，只有在已知转子相对于定子的实际角度和/或电动机的实际旋转速度时，才能够例如在压铸机中对塑料进行准确的定量，或者通过平版印刷机提供正确的压力，纸卷被供应给该平版印刷机。因此，通常在转子的轴上法兰连接有构造成增量式编码器的旋转编码器，这个旋转编码器具有特定的基准数、例如256。因此，在转子旋转360°时通过增量式编码器获知256个脉冲。为了也可以获得小于1.4°(360°/256)的角度分辨率，通过转速编码器输出正弦轨迹和余弦轨迹，它们各自的周期等于转子旋转1.4°。正弦轨迹或余弦轨迹在此通常通过两个光电传感器或磁传感器来记录，这些传感器在它们的周期方面彼此错开90°，在这种情况下也就是转子轴线的0.35°。
但由于转速编码器的制造公差，由两个传感器提供的轨迹并不相应于最佳的正弦函数或余弦函数。因此，有必要在电机运行之前校正旋转编码器。在这种情况下，要区分出振幅错误、相位错误和偏置量错误。在将两条轨迹的通过旋转编码器提供的测量点标在图表中时，其中，每个被标出的点的x坐标对应余弦轨迹的测量值，而y坐标对应正弦轨迹的测量值，最佳的旋转编码器的测量点落在围绕原点的单位圆上。据此，在单位圆变形成椭圆时，旋转编码器出现振幅错误，在椭圆倾斜时出现相位错误，而在这个圆相对于原点移动时则出现偏置量错误。
由DE 101 63 504 B4公知了一种用于校正旋转编码器的方法。在这里，只要这些测量点标在了先前提及的图表中，那么就可以从两条轨迹中得到测量值，在该测量值中，从两条轨迹的二次方的和中求出根值，也就是获知了圆的半径。在另一步骤中，获知的半径的时间变化曲线通过傅里叶变形以迭代法进行分析，并且从中获知用于消除各个错误的纠正因子。因此，利用图表中纠正后的轨迹得到的圆具有在原点处的中心点并且具有恒定的半径。换句话说，纠正后的轨迹的振幅相等且每条轨迹的偏置量为0，并且两条轨迹之间的相位等于90°。换句话说，余弦轨迹对应于移动了90°的正弦轨迹。
发明内容
本发明的任务是改进电机的角度分辨率。
根据本发明，该任务就方法而言通过下述方法来解决，就编码器评估系统而言通过下述编码器评估系统来解决，并且就电动机而言通过具有根据下述方法进行校正的旋转编码器或者具有下述编码器评估系统的电动机来解决。
该方法规定，将具有旋转编码器的电机首先调节到特定的速度。例如通过P调节器和/或I调节器完成调节。优选通过两个构造成增量式编码器的旋转编码器，从正弦轨迹或余弦轨迹中获知电机的转子相对于定子的角度，并由此获知角度的时间变化曲线。角度尤其是由正弦轨迹和余弦轨迹构成的分数的反正切函数。转子每旋转一周，就通过旋转编码器在正弦轨迹或余弦轨迹中产生一定数量的正弦波和余弦波，这个数量等于基准数，其中，正弦波和余弦波的周期优选一样大。基准数例如等于1，从而转子每旋转一周，在正弦轨迹或余弦轨迹中仅提供一个唯一的正弦周期和一个唯一的余弦周期。但为了获取尽可能准确的角度分辨率，基准数是更大的、尤其是等于256、512或1024。
在角度的时间变化曲线中获知波动，其周期等于正弦轨迹或余弦轨迹的周期的有理分式。换句话说，波动的频率是特定的速度与基准数的乘积的整数倍，其中，特定的速度尤其是用转/s表示。在选择转/min作为特定的速度的单位时，频率等于乘积的六十分之一。
在另一步骤中，以合适的方式确定正弦和/或余弦轨迹的一定数量的纠正因子，借助这些纠正因子，以合适的方式调整正弦轨迹或余弦轨迹的振幅、相位和/或偏置量。纠正因子在此以如下方式来选择，即，在以纠正因子改变相应的轨迹的情况下，以及在借助以纠正因子改变的轨迹来重新获知时间上的角度变化曲线的情况下，时间上的角度变化曲线的波动振幅位于界限值之下或等于界限值。例如，将0(零)用作界限值。换句话说，通过调整后的正弦轨迹或余弦轨迹提供的时间上的角度变化曲线不再存在具有被观察的频率的波动。特别优选的是，将振幅值用作界限值，其中，尽管纠正因子发生改变，但振幅没有变小。因此，将振幅的依赖于纠正因子的至少一个局部最小值用作界限值。
因此，将调整后的正弦轨迹和余弦轨迹标在图表中不会得到单元圆，其中，每个被标出的点的x坐标是调整后的余弦轨迹的点，而y坐标是调整后的正弦轨迹的对应的点。具体而言，圆相对于中心点移动了，并且/或者变形为倾斜的椭圆。
通过这种做法改进了旋转编码器的角度分辨率。虽然所述调整后的轨迹和/或多条调整后的轨迹与最佳的正弦函数或余弦函数有差别，但是由此却顾及到例如基于滞后效应，转速编码器的可能的传感器本身无法提供最佳的轨迹。具体而言，考虑到的是：在电机旋转运动期间，其中，速度被调节到特定的速度，在时间上的角度变化曲线内基本上不出现波动。至少比较而言，不会出现具有频率为特定的速度和基准数的乘积的整数倍的波动，也就是说，不会出现对电机的周期性干扰。因此，这种波动由旋转编码器的制造公差导致。因此，这涉及通过提出的校正方式被排除的人为影响。相比现有技术，在此观察的是时间上的角度变化曲线本身，并且因此从两条轨迹中去除了人为影响。受到人为影响的轨迹也就不会反映到最佳的正弦函数或余弦函数中，通过这些正弦函数或余弦函数，在旋转编码器出现故障时只能计算出错误的角度分辨率。换句话说，有意识地引入对两条轨迹的校正，其中，这些轨迹不符合相应的最佳函数。
该方法例如通过编码器评估系统或者控制器自动化地执行、尤其是在初次安装电机之后，其中，在电机的整个运行时间期间使用获知的纠正因子。替选或者与之组合地，以特定的周期间隔重新获知纠正因子，或者手动实施该方法。
以合适的方式，以迭代法完成对一个或多个纠正因子的确定。例如在获知波动并且确定波动的振幅大于界限值之后，将相应的纠正因子设置为预先确定的、尤其是恒定的值，并且通过这个值重新提供相应的调整后的轨迹，并且以适宜的方式从中获知调整后的时间上的角度变化曲线。如果调整后的时间上的角度变化曲线仍然具有振幅还是大于界限值的波动，那么为纠正因子加上特定的值并重新调整相应的轨迹。这些步骤尤其是一直进行到振幅小于或者等于界限值。
如果将振幅的依赖于纠正因子的局部最小值用作界限值，那么就以适宜的方式进行调整，也就是说将特定的值加到纠正因子上，直到振幅增长。在这种情况下，纠正因子一次性地减少特定的值，并且该方法结束。通过迭代的过程，可以比较高效地执行该方法，这是因为不需要为了确定纠正因子本身进行复杂的计算。虽然计算操作的数量增加，但是可以比较简单地执行计算操作。此外，在比较少数量的迭代步骤之后就已经找到了稳定的纠正因子。
在本发明的一种适宜的实施方式中，将角速度用作时间上的角度变化曲线。换句话说，确定在角速度的范围内的波动，这能够相对简单地实现，这是因为为此仅须从特定的速度中减去这个角速度，电机根据该特定的速度进行调节。
特别优选的是，仅观察频率等于基准数和特定的速度的乘积的波动。因此，仅观察周期等于转速传感器的两个基准数之间的间距的波动。因此，考虑到了周期性地在正弦轨迹或余弦轨迹中在转速传感器的各两个基准数之间出现的人为影响，像例如在滞后效应中那样。换句话说，通过以这样的方式来选择频率，基本上以同样的方式处理两个基准数之间的每个区域，其中，为了获知波动仅须提供比较少数量的测量值，而不用担心信息损失。此外，以这种方式从时间上的角度变化曲线中去除可能的最低频率，这种频率一方面对于人类听觉来说最容易发现，另一方面可能导致对电机的由激励引起的危险。
以适宜的方式，纠正因子等于正弦轨迹和/或余弦轨迹的偏置量。因此换句话说，通过该方法仅改变正弦轨迹或余弦轨迹的偏置量，以便减小在时间上的角度变化曲线内的波动的振幅。一方面，这种做法比较简单，这是因为仅在相应的轨迹上加上或减去一个恒定的值。另一方面，通过相应的轨迹的偏置量移动，在时间上的角度变化曲线内加强或抑制具有频率等于特定的速度和基准数的乘积的波动。
以合适的方式，确定波动相对于正弦轨迹和/或余弦轨迹的相位。换句话说，获知被观察的波动是在相应的轨迹之前还是之后。例如，通过对波动和/或相应的轨迹的傅里叶分析、尤其是快速傅里叶变换(fast FFT)完成对相位的确定。以这种方式能够实现在一个工作步骤中观察时间上的角度变化曲线内的波动的数量。
但特别优选的是，通过格策尔算法实现对相位的获知，并且在应用该算法之前确定波动的频率。由于使用了格策尔算法，减少了计算操作的数量，即减少到所使用的测量值的大致八倍，其中，优选在方法流程期间仅分析一个唯一的频率。在此以适宜的方式，在同一个工作步骤中获知波动的振幅。换句话说，格策尔算法仅一次性地应用到时间上的角度变化曲线中，以便获得波动的振幅和相位。但同样可以将格策尔算法仅用于获知波动的振幅，跟相位的获知无关。
如果波动和正弦轨迹的相位差小于±90°，那么就以合适的方式增加正弦轨迹的偏置量。换句话说，将正弦轨迹的偏置量用作纠正因子，并且当波动在正弦轨迹的时间上的角度变化曲线中以小于90°提前或者以小于90°延后时，偏置量增大。以相同的方式，例如利用余弦轨迹实施这个方法，以便对其进行校正。尤其是如果以迭代法对轨迹进行调整，那么就将相应的偏置量改变(也就是增加或降低)特定的、预先确定的值。以这种方式能够实现比较简单地获知纠正因子，而不必进行复杂的计算。
替选或者特别优选与之组合地，如果相应轨迹的时间上的角度变化曲线中的波动以大于90°且以适宜的方式小于270°提前，那么就减小正弦轨迹和/或余弦轨迹的偏置量。在这里也基于粗放的做法简化对纠正因子的获知。以适宜的方式，不仅在正弦轨迹中而且在余弦轨迹中根据获知的相位增加或减小偏置量。换句话说，根据波动的相位来改变两个轨迹，而不必在此期间对时间上的角度变化曲线进行重新计算。因此，在调整两条轨迹时比较全面地降低了波动的振幅。因此只要以迭代法实施该方法，那么在方法结束之前只需要比较少的迭代步骤。
例如在后续的方法步骤中，将两条轨迹的振幅相互匹配。换句话说，使得正弦轨迹和余弦轨迹的振幅是一样大的。优选通过对两条轨迹进行最小-最大比较来实现匹配。因此，在每条轨迹中获知最大值和最小值，并且将它们之间的差用作双倍振幅。通过将轨迹的各个测量值与合适的因子相乘，以如下方式来调整正弦轨迹或余弦轨迹，即，使得新的最大值与新的最小值之间的差等于相应另一条轨迹的相应的差。替选地，将两条轨迹的振幅匹配于辅助变量。以适宜的方式，在借助正弦和/或余弦轨迹首次计算出电机的角度之前完成对振幅的调整。具体而言，使用在此振幅相同的正弦轨迹和/或余弦轨迹来获知纠正因子。换句话说，两条轨迹在提及的笛卡尔坐标系中标出的各个相互配属的点得到一个圆，并且优选是单位圆。
通过相互匹配振幅并且尤其是匹配于预先确定的振幅，避免或者至少减少了在时间上的角度变化曲线中的其他频率等于特定的速度和基准数的乘积的两倍的波动。例如，在完成调整之后不再进一步改变振幅。作为对此的替选，同样可以将振幅用作尤其是附加的纠正因子，并且通过调整振幅避免了在时间上的角度变化曲线中出现频率等于特定的速度和基准数的乘积的两倍的波动，或者至少减少了这些波动的振幅。
以适宜的方式，在借助两条轨迹中的至少一条首次确定角度之前改变正弦轨迹和/或余弦轨迹的偏置量，从而使得相应的轨迹在一个周期上的积分等于零(0)。换句话说，将正弦轨迹或余弦轨迹的偏置量设置成使得相应的轨迹围绕相应的零线波动的值。因此，由正弦轨迹和余弦轨迹的值形成的圆的中心点在提及的笛卡尔坐标系中位于其原点。例如通过积分或比较最小值和最大值来获知偏置量，通过该偏置量首次确定角度和第一角度变化曲线。在这个过程中，相应的轨迹被移动，直至相应的轨迹的最大值的绝对值等于最小值的绝对值。以合适的方式，只要进行振幅调整，那么就在一个步骤中利用振幅调整完成对偏置量的首次设置。基于对偏置量的首次选择，只要将偏置量用作纠正因子，那么在接下来获知纠正因子时，纠正因子的绝对值比较小。尤其是如果以迭代法进行调整，那么在首次选择偏置量使得这段周期内的积分等于零(0)时，仅需要很少数量的迭代步骤。
替选或与在首次计算角度及其时间上的变化曲线之前调整振幅和/或偏置量组合地，对两条轨迹之间的相位进行调整，从而使得余弦轨迹对应于移动了90°的正弦轨迹。优选的是，在首次计算角度、时间上的变化曲线和确定变化曲线内的波动之前，调整为此所使用的正弦轨迹和余弦轨迹，从而通过在提及的笛卡尔坐标系中二维地标出由两条轨迹产生的值得到了围绕原点同中心的单位圆，其中，余弦和正弦分别形成一条轴线。然后首次形成了角度和时间上的角度变化曲线，并且从中获知了波动，其中，为此使用了调整后的轨迹。根据波动的频率的不同，在后续步骤中要么将偏置量、振幅要么将相位作为纠正因子做进一步调整，从而使得波动的振幅低于或等于界限值。
以适宜的方式，将恒定的速度作用特定的速度，电机根据该特定的速度进行调节。例如以如下方式来选择特定的速度，即，使得波动的频率在50Hz至200Hz之间。如果旋转编码器具有1024个基准数，并且将特定的速度和基准数的乘积用作频率，那么这个特定的速度在每分钟2.9转(转/min)至12转/min之间。以这种方式确保了电机的转子基本上匀速地转动，并且不会由于转子的加速或制动而导致在时间上的角度变化曲线中确定的波动。
例如在检测站处完成将电机调节到特定的速度，并且借助另一个经校正的转速测量仪来获知被用来与该特定的速度进行比较的实际速度。但以适宜的方式，通过待校正的转速传感器本身完成将电机调节到特定的速度，这是因为要通过校正排除的错误比较小。
优选构造成控制器的编码器评估系统尤其是在电路技术和/或程序技术上被安装并设置成用于执行该方法。为此，该控制器例如具有存储器，从该存储器中将程序加载到微处理器中。替选地，微处理器已经构造为视应用而定的电路(ASIC)。以适宜的方式，编码器评估系统包括用于容纳由旋转编码器提供的正弦轨迹和余弦轨迹的存储器，其例如构造成环形存储器。此外，编码器评估系统优选具有用于存放相应的纠正因子的存储器。
编码器评估系统或控制器例如是具有旋转编码器的电机的组成部分，或者电机(具体来说就是旋转编码器)通过该方法来校正。例如为此将获知的纠正因子存放在旋转编码器的存储器中或者电机的控制电子器件中。构造成电动机的电机至少具有通过正弦轨迹和/或余弦轨迹计算出的角速度围绕实际速度的波动，该波动每秒小于2°，尤其是在实际速度在50转/min至70转/min之间时。例如，电动机具有300Nm至1000Nm之间的扭矩，并且/或者具有5kW至150kW之间的功率。例如，特定的速度在运行期间位于50转/min至1000转/min之间。因此，在例如被供应连续纸的平版印刷机中可以使用该电动机，其中，由于知道转子的实际角度位置和转子的速度可以产生精准的打印图。在压铸机使用该电动机的情况下，也可以对待浇注的材料进行准确的定量。该电动机尤其是平版印刷机或压铸机的组成部分。
附图说明
下面借助附图更详尽地阐述本发明的实施例。在附图中：
图1示意性示出带有旋转编码器的电动机，
图2示出用于校正旋转编码器的方法，
图3a至图3c示出该方法的中间步骤，以及
图4示出替选的、在时间上的角度变化曲线。
彼此相对应的部件在所有附图中都配有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示意性示出电动机2，其通过变流器3被供应以三相交流电Iist。变流器3本身通过电流调节器4和转速调节器5来运行，交流电Iist的值、电动机2的实际转速nist和特定的速度nsoll被输送给该转速调节器。从这些输入计算出额定电流Isoll，并且将其传输给电流调节器4，根据该电流调节器的预先设定来操作变流器3的未示出的电流阀。在此，特定的速度nsoll根据电动机2的要求通过额定值预设单元6预先设定，或者即使启动了电动机2的校正流程，也如此预先设定。
实际转速nist通过按光电原理工作的增量式编码器8来获知，该增量式编码器在B侧法兰连接在转子-定子单元10的轴上。增量式编码器8具有基准数12，该基准数等于512，其中，该增量式编码器8每旋转一周检测到数量为512的脉冲，并且不仅产生正弦轨迹14而且还产生余弦轨迹16，其中，各个轨迹14、16中的波动的频率等于实际转速nsoll和基准数12的乘积。换句话说，转子在定子内每转动一周就通过增量式编码器为每条正弦轨迹或余弦轨迹14、16记录512个完整周期。
正弦轨迹14和余弦轨迹16被输入编码器评估系统18，并且存放在环形存储器中。通过编码器评估系统18校正增量式编码器8，其方式是，将接收的正弦轨迹14和余弦轨迹16转变为经校正的正弦轨迹14a和经校正的余弦轨迹16a。为此，将一组纠正因子20存放在编码器评估系统18的存储器中，这些纠正因子在电动机2的校正流程期间通过编码器评估系统18获知。通过对电机2的校正，能够高度精准地获知转子相对于定子的位置，并且从中计算出角速度22，该角速度围绕着真实的实际转速nist以每秒小于2°的方式波动。在此，转速nist在每秒转1到10周之间，其中，所产生的扭矩为400Nm，并且功率为35kW。基于此，能够在例如用来印刷报纸的平版印刷设备中使用电动机2。
在图2中，以流程图示意性示出一种用于校正增量式编码器8的方法24。当启动过程26自动地在电动机2安装好后被触发或者手动地由电动机2的操作人员触发之后，电动机2在调节步骤28中通过转速调节器5被调节到特定的速度nsoll，其中，特定的速度nsoll由额定值预设单元6提供。该特定的速度nsoll是恒定的，并且等于每秒一周或者60转/min。因此，每1/512s(秒)预期有一个通过增量式编码器8获知的脉冲。如果例如在两次前后相继的脉冲之间走过多于2毫秒的时间，那么通过调节器6提高转速，而如果时间间隔小于1.5毫秒，则降低转速直至这个间距等于1/512s。
一旦实际转速nist足够准确地与特定的速度nsoll相当，就在接收步骤30中通过增量式编码器8获得正弦轨迹和余弦轨迹14、16，并且将其存放在编码器评估系统18的环形存储器中。在偏置量调整步骤32和振幅调整步骤34中调整正弦轨迹14和余弦轨迹16，从而使它们各自的偏置量O等于零(0)值，并且使各自的振幅A等于值1.024bit。换句话说，相同取向的正弦轨迹和余弦轨迹14、16的振幅的最小值等于-1.024，而最大值等于1.024。
在紧接着的角度获知步骤36中，计算出转子相对于定子的角度38(图4)。在此，将反正切函数(正弦轨迹14/余弦轨迹16)用作角度38。针对正弦轨迹和余弦轨迹14、16的每个测量值产生角度38，从而在速度获知步骤40中能够从中获知角速度22来作为时间上的角度变化曲线。为此，形成两个前后相继的角度38之间的差，并且除以正弦轨迹和余弦轨迹14、16的用于获知角度38的点之间的时间间距。
在分析步骤42中，通过格策尔算法分析角速度22，其中，使用特定的速度nsoll和基准数12的乘积作为频率。因此，在分析步骤42中，在角速度22中获知波动44的振幅A和相位P(图3b)，其频率为特定的速度nsoll和基准数12的乘积。此外，在同一个步骤42中，通过格策尔算法研究正弦轨迹和余弦轨迹14、16，并且确定它们各自的相位P。
在紧接着的比较步骤46中，将波动44的振幅A与比较值48a进行比较，该比较值在方法24启动时，也就是说基本上是在启动过程26开始后立即先被设置到最大值、例如1024bit。如果波动44的振幅A小于比较值48a，那么就用波动44的振幅A覆盖到目前为止的比较值48a，并且在相位比较步骤50中比较在分析步骤46中获知的、波动44相对于正弦轨迹和余弦轨迹14、16的相位P。
如果波动44相对于正弦轨迹14的相位P大于+270°并且小于+90°，那么就在偏置量纠正步骤52中提高正弦轨迹14的偏置量O。如果角速度22中的波动44相对于正弦轨迹14的相位14大于+90°并且小于+270°，那么就将正弦轨迹14的偏置量O降低1bit。在这种情况下，正弦轨迹14的最大值等于1.023，而最小值等于-1.025。在偏置量纠正步骤52中，除了正弦轨迹14之外还经由偏置量O对余弦轨迹16进行纠正，其中，如果波动44相对于余弦轨迹16的相位P在-90°和+90°之间，也就是余弦轨迹16的波动44提前或延迟小于90°，那么就同样也提高偏置量O。在其他情况下，降低余弦轨迹16的偏置量O，也就是降低1bit。
在通过相应的偏置量O调整编码器评估系统18的环形存储器中的两个轨迹14、16之后，用迭代的方式重新实施角度获知步骤36，并且获知角度38，但借助的是调整后的轨迹14、16。然后通过新产生的角度38确定角速度22和波动44的振幅A，并将其与新产生的比较值48a(也就是在上一次调整正弦轨迹和余弦轨迹14、16的偏置量O之前的波动44的振幅A)进行比较。如果现在的振幅A还是小于或等于比较值48a，那么就根据波动44相对于各个轨迹14、16的相位重新将两条轨迹14、16的偏置量O分别提高或降低1bit。
只要振幅A大于比较值48a，那么就将比较值48a用作界限值48。换句话说，界限值48至少是波动44的振幅A的依赖于正弦轨迹和余弦轨迹14、16的偏置量O的局部最小值。如果波动44的振幅A小于或等于这个界限值44，那么在存放步骤50中，在编码器评估系统18的存储器中存放在调整步骤32、34、52中获知的振幅和偏置量A、O作为纠正因子20。在这里，正弦轨迹和余弦轨迹14、16的偏置量O等于在实施在时间上最后一个偏置量纠正步骤52之前的偏置量O。在将纠正因子20存放到存储器之后，方法24达到终点56，并且纠正因子20现在被用于计算经纠正的正弦轨迹和余弦轨迹14a、16a。
图3a示出了在接收步骤30之后的正弦轨迹14和余弦轨迹16的时间变化曲线。因此，正弦轨迹14具有负的偏置量O和大于1.024bit的振幅A。而余弦轨迹16的振幅A则小于1.024bit，并且它的偏置量P是正的。在图3b中示出了在调整步骤32、34之后的振幅和偏置量相同取向的正弦轨迹和余弦轨迹14、16，它们各自的偏置量O的值为零(0)，并且它们的振幅都等于1.024bit。要么通过在一个周期上的积分、最小值/最大值比较，要么通过将格策尔算法应用于各自的轨迹14、16来确定每条轨迹14、16的两个参数A、O。在计算出的角速度22(它们的刻度为了在图表中示出而做了改变)中，能够识别出振幅为A的波动44。波动44相对于正弦轨迹14的相位P为大约260°，而波动44相对于余弦轨迹16的相位P为大约350°。因此，在偏置量纠正步骤56中首先降低正弦轨迹14的偏置量O，并提高余弦轨迹16的偏置量O。
在图3c中示出了校正后的正弦轨迹和余弦轨迹14a、16a的变化曲线，其中，在角速度22中不再能够识别出波动44。纠正后的正弦轨迹14a具有略微为负的偏置量O，而纠正后的余弦轨迹16a具有正的偏置量O，其中，除了各自的振幅A之外，偏置量O作为纠正因子20在存放步骤50中被存放在编码器评估系统18中。
在图4中示出了一种替选的、具有波动44的时间上的角度变化曲线38。将相应的角度38本身用作时间上的角度变化曲线，从而在增量式编码器8的各脉冲之间得到锯齿形地延伸的最佳角度58。计算出的角度38围绕着这个最佳角度以波动44的振幅A波动。
本发明并不局限于上面描述的实施例。具体而言，专业技术人员也可以从中推导出本发明的其他变型方案，而不偏离本发明的主题。此外，所有结合实施例所描述的单个特征尤其还可以按其他方式相互组合，而不偏离本发明的主题。
附图标记列表
2 电动机
3 变流器
4 电流调节器
5 转速调节器
6 额定值预设单元
8 增量式编码器
10 转子-定子单元
12 基准数
14 正弦轨迹
14a 校正后的正弦轨迹
16 余弦轨迹
16a 校正后的余弦轨迹
18 编码器评估系统
20 纠正因子
22 角速度
24 方法
26 启动过程
28 调节步骤
30 接收步骤
32 偏置量调整步骤
34 振幅调整步骤
36 角度获知步骤
38 角度
40 速度获知步骤
42 分析步骤
44 波动
46 比较步骤
48 界限值
48a 比较值
50 相位比较步骤
52 偏置量纠正步骤
54 存放步骤
56 终点
A 振幅
Iist 交流电
Isoll 额定电流
nist 实际转速
nsoll 特定的速度
O 偏置量
P 相位

Claims (11)

1.一种用于校正电机(2)的输出正弦轨迹(14)和余弦轨迹(16)的旋转编码器(8)的方法(24)，所述旋转编码器具有基准数(12)，其中，
-所述电机(2)被调节到特定的速度(nsoll)，
-借助所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)来确定所述电机(2)的角度(38)，
-由此获知时间上的角度变化曲线(22)，
-获知在所述时间上的角度变化曲线(22)中具有频率为所述特定的速度(nsoll)和所述基准数(12)的乘积的整数倍的波动(44)，并且
-由此推导出所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)的纠正因子(20)，通过所述纠正因子调整所述正弦轨迹或所述余弦轨迹(14、16)的振幅、相位和/或偏置量，
-其中，所述纠正因子(20)以如下方式来选择，即，在以所述纠正因子(20)改变相应的轨迹(14、16)的情况下，以及在借助以所述纠正因子(20)改变的轨迹(14a、16a)来重新获知时间上的角度变化曲线的情况下，所述时间上的角度变化曲线(22)的波动(44)的振幅(A)小于或等于界限值(48)。
2.根据权利要求1所述的方法(24)，其特征在于，以迭代法进行对所述纠正因子(20)的确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法(24)，其特征在于，将角速度用作时间上的角度变化曲线(22)，将所述特定的速度(nsoll)和所述基准数(12)的乘积用作频率，和/或将所述正弦轨迹(14)或者所述余弦轨迹(16)的偏置量(O)用作纠正因子(20)。
4.根据权利要求1或2所述的方法(24)其特征在于，确定所述波动(44)相对于所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)的相位(P)。
5.根据权利要求4所述的方法(24)，其特征在于，如果相对于所述正弦轨迹(14)或者所述余弦轨迹(16)的相位(P)小于±90°，那么就提高所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)的偏置量(O)。
6.根据权利要求4所述的方法(24)，其特征在于，如果相对于所述正弦轨迹(14)或者所述余弦轨迹(16)的相位(P)大于±90°，那么就减小所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)的偏置量(O)。
7.根据权利要求1所述的方法(24)，其特征在于，所述正弦轨迹(14)和所述余弦轨迹(16)的振幅(A)被相互匹配。
8.根据权利要求1或2所述的方法(24)，其特征在于，在首次确定所述角度(38)之前，以如下方式来确定所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)的偏置量(O)，即，使得所述正弦轨迹(14)和/或所述余弦轨迹(16)的一个周期上的积分等于零。
9.根据权利要求1或2所述的方法(24)，其特征在于，选择恒定的速度作为特定的速度(nsoll)。
10.一种编码器评估系统(18)，所述编码器评估系统被安装并设置成用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
11.一种电动机(2)，所述电动机具有根据按权利要求1至9中任一项所述的方法进行校正的旋转编码器(8)，或者所述电动机具有根据权利要求10所述的编码器评估系统(18)。
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