CN105720869A - 一种针对复合增量式编码器输出信号的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对复合增量式编码器输出信号的处理方法及装置,包括以下步骤:1)根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式:换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;2)根据步骤1)换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;3)对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1;4)计算得到E3,E3=E2+Zcnt;5)根据当前时刻所处的阶段,将脉冲数叠加到计数值上。本发明的处理方法及装置,可简化复合增量式编码器的事先校正过程,且便于伺服驱动器快速获取电机的电角度。
Description
【技术领域】
本发明涉及电机系统中的信号处理方法,特别是涉及一种针对复合增量式编码器输出信号的处理方法及装置。
【背景技术】
在伺服电机系统中,伺服驱动器控制定子三相电流合成的磁场的矢量方向和矢量大小。为有效控制定子三相电流合成的磁场矢量,伺服驱动器必须对电机的转子位置进行精确测量。而如何获取电机转子的精确位置是非常关键的问题。通常,需要通过与电机同轴的编码器将位置、速度等信息反馈给伺服驱动器,从而实现高精度的闭环控制。常用的位置、速度检测编码器包括增量式编码器和绝对式编码器。
如图1所示,为增量式编码器与伺服驱动器中进行信号传输的示意图。增量式编码器10包括增量式光学码盘与读数头11,霍尔传感器与磁环12。增量式编码器一般输出A、B、Z脉冲信号和U、V、W相位信号。将增量式编码器安装到电机上时,经过校正调整环节,手动调整编码器的安装位置,使U、V、W信号的某一个边沿、Z信号与交流永磁同步电机的转子位置具有确定的相位关系。例如,调整后,使得U信号的上升沿与电机转子的零位对齐,Z信号与电机转子的零位具有90°的相位关系。在伺服驱动器20中存储该确定的相位关系,则当伺服驱动器20中检测到U信号的上升沿时,可准确得到电机转子处于零位,并且可得到U信号上升沿与Z信号具有90°相位关系。通过事先的校正调整,获取确定相位关系,以及对A、B信号的计数处理,伺服驱动器即可获得电机转子的准确位置。
然而,上述增量式编码器安装调整过程较复杂,必须校准至三者有确定的相位关系,后续伺服驱动器20中才能获取到准确位置。此外,增量式编码器10与伺服驱动器20中反馈的信号的电缆芯数一般为15芯,即电源VCC,地GND,信号A+,A-,B+,B-,Z+,Z-,U+,U-,V+,V-,W+,W-及屏蔽FG,共15条线。编码器的电缆芯数过多,不利于用户在狭小的空间中布线,且抗干扰性较差。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是:弥补上述现有技术的不足,提出一种针对复合增量式编码器输出信号的处理方法及装置,可简化复合增量式编码器的事先校正过程,且便于伺服驱动器快速获取电机的电角度。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决:
一种针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,包括以下步骤:1)根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式: 换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;其中,用户自定义的对应关系表中,UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机转子的相位角度分为六个相等的区间;M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k=1,2或4;2)根据步骤1)换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及获取待处理的输出信号中T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;其中,T0表示上电时刻,T2表示UVW信号中出现第一个边沿的时刻;3)对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1;4)计算得到E3,E3=E2+Zcnt;其中,Zcnt表示保存的T3时刻对A、B信号的计数值;T3表示T2时刻之后输出信号中Z信号出现第一个上升沿的时刻;5)根据当前时刻所处的阶段,将步骤2)获取的E1、E2或者步骤4)计算得到的E3分别叠加到对应阶段的当前时刻对应的A、B信号的计数值n1上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
一种针对复合增量式编码器输出信号的处理装置,包括以下模块:换算模块,用于根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式:换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;其中,用户自定义的对应关系表中,UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机转子的相位角度分为六个相等的区间;M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k=1,2或4;获取模块,用于根据换算模块换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及获取待处理的输出信号中T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;其中,T0表示上电时刻,T2表示UVW信号中出现第一个边沿的时刻;计数模块,用于对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1;计算模块,用于计算得到E3,E3=E2+Zcnt;其中,Zcnt表示保存的T3时刻对A、B信号的计数值;T3表示T2时刻之后输出信号中Z信号出现第一个上升沿的时刻;叠加模块,用于根据当前时刻所处的阶段,将获取模块获取的E1、E2或者计算模块计算得到的E3分别叠加到对应阶段的当前时刻对应的A、B信号的计数值n1上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
本发明与现有技术对比的有益效果是:
本发明的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法及装置,根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,经换算,得到相应状态下的脉冲数,并获取特定状态下的脉冲数作为补偿值或者经计算得到补偿值,从而按照当前时刻所属阶段叠加到对应阶段的当前时刻相应的对A、B信号进行计数的计数值上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。该绝对位置信息结合事先校正获取存储的复合增量式编码器的零位与电机转子的零位之间的偏移角度,即可计算得到电机的电角度信息。整个处理方法,用户自定义对应关系表,且任意符合要求的定义的对应关系表均可,校正时只需提取偏移角度信息即可,无需像现有技术那样校正出U、V、W信号的某一个边沿、Z信号与电机的转子位置之间的确定的相位关系,因此有效简化了增量式编码器的校准过程,同时,伺服驱动器端通过简单的计算即可快速获取电机的准确电角度信息。
【附图说明】
图1是现有技术中的增量式编码器与伺服驱动器中进行信号传输的示意图;
图2是本发明具体实施方式的电机系统中信号反馈部分的结构示意图;
图3是本发明具体实施方式的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法的流程图;
图4是本发明具体实施方式的处理方法中自定义的UVW信号状态与转子相位角度对应关系的一种情形下的示意图;
图5是本发明具体实施方式的处理方法中自定义的UVW信号状态与转子相位角度对应关系的另一种情形下的示意图;
图6是本发明具体实施方式中复合增量式编码器逆时针旋转时的信号示意图;
图7是本发明具体实施方式中复合增量式编码器顺时针旋转时的信号示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,为本具体实施方式中电机系统中进行信号反馈部分的结构示意图,增量式光学码盘与读数头11,霍尔传感器与磁环12输出的A、B、Z、U、V和W信号经过处理装置13处理后,输出的信号经过串行信号接口电路14以串行方式输出给伺服驱动器20中。根据后续的描述,处理装置13输出电机转子磁极的单圈绝对位置信息给伺服驱动器,即可供计算得到电角度信息。因此,优选地,处理装置13、串行信号接口电路14与增量式光学码盘与读数头11,霍尔传感器与磁环12一起设置在复合增量式编码器中,这样,复合增量式编码器与伺服器之间传输信号时,可通过串口方式传输数据,减少复合增量式编码器输出端引出线的数量,便于用户在狭小的空间中布线,且可提高抗干扰性。
处理装置13中对A、B、Z、U、V和W信号进行处理,处理过程如图3所示,包括以下步骤:
1)根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式:换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;其中,用户自定义的对应关系表中,UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机转子的相位角度分为六个相等的区间;M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k=1,2或4。
其中,用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表可为任意希望的映射关系表。表中,UVW信号状态包括组合电平状态、逆时针转动时各信号边沿状态和顺时针转动时各信号边沿状态。通过涵盖这些情形下的电平状态、边沿状态,从而便于在后续根据特定时刻的UVW信号的电平状态或者边沿状态提取相应的值。如图4和5所示,分别为自定义的UVW信号状态与转子相位角度对应关系的两种典型情形。图中最上方示出了U-V线反电动势、U相反电动势与电角度(即电机转子的相位角度)的关系,水平直线上表示的是电角度。图中下方分别示意了自定义的用户所希望的与电角度对应的UVW电平状态。图中,电平状态与电角度对应的值取电平状态所在区间的中心所对应的电机转子的相位角度。也即,对于图4中,组合电平状态101虽然跨越330°~30°的电角度区间,但对应的电角度的值取区间的中心值,即0°。类似地,图5中,组合电平状态101对应的电角度值取区间的中心值,即为30°。根据图4和图5所示,得到的这两种情形下的对应关系表分别如下表1和表2所示。
表1
UVW信号状态 | 电机转子的相位角度α |
101 | 0° |
100 | 60° |
110 | 120° |
010 | 180° |
011 | 240° |
001 | 300° |
逆时针,U上升沿 | 330° |
逆时针,U下降沿 | 150° |
逆时针,V上升沿 | 90° |
逆时针,V下降沿 | 270° |
逆时针,W上升沿 | 210° |
逆时针,W下降沿 | 30° |
顺时针,U上升沿 | 150° |
顺时针,U下降沿 | 330° |
顺时针,V上升沿 | 270° |
顺时针,V下降沿 | 90° |
顺时针,W上升沿 | 30° |
顺时针,W下降沿 | 210° |
表2
需说明的是,上述定义的UVW信号状态与转子相位角度对应关系表,只是较为典型的两种情形,其余定义的对应的角度,只需要满足UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机的转子相位角度分为六个相等的区间,即每个区间为360°÷6=60°。由于UVW信号的相位是相互相差120°的,所以,自定义时只要确定UVW信号中的某一个信号的边沿所对应的电机转子的电角度,即可得到“UVW信号状态与电机转子相位角度的对应关系表”。定义的对应关系表中,各电平状态是否对应如表1,或者表2的角度值不是必要的,只需满足等分6个区间即可。上述表格为自定义的,所以不需要实际的UVW信号状态与电机转子的相位角度的对应关系与自定义的“UVW信号状态与电机转子的相位角度关系表”中的关系一致。虽然自定义的表格与实际的对应情形不一致,基于该表格处理后得到的信息还原出角度信息后,加上初始的偏移角度信息即是最终准确的角度信息。
自定义设计出关系表格后,根据换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表。此处,M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k为后续倍频处理的倍数,为1,2或4。本具体实施方式中,M=5000,P=5,基于表1和表2,分别得到对应的与脉冲数的对应关系表,如表3和表4所示。
表3
表4
上述表格中,计算的脉冲数均经四舍五入处理后取相应的正整数值。当然,不取正整数,取小数或者用分数表示,也均是可行的。
2)根据步骤1)换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及获取待处理的输出信号中T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;其中,T0表示上电时刻,T2表示UVW信号中出现第一个边沿的时刻。
该步骤中,直接从对应关系表中获取两个时刻下对应的脉冲数。
如图6和7所示,分别为复合增量式编码器逆时针旋转时和顺时针旋转时的信号示意图。在图6和7中,复合增量式编码器在T0时刻上电,在T2时刻遇到UVW信号的第一个边沿,图中所示为UVW信号中的U信号的上升沿,将T0到T2的阶段定义为第一阶段。进入第一阶段后,在T3时刻遇到在Z信号的第一个上升沿,将T2到T3的阶段定义为第二阶段,将T3时刻到复合增量式编码器断电为止的阶段定义为第三阶段。在图6和7中,全绝对位置标志FAS信号默认为高电平,当遇到UVW信号的第一个边沿信号时,由高电平变为低电平。该信号作用是:指示已经遇到UVW信号的第一个边沿信号。由于遇到UVW信号时,图中示意的表示电机转子磁极的单圈绝对位置信息的C信号可能会有跳变,可通过FAS信号的下降沿,剔除该跳变。
定义各阶段后,根据对应关系表中获取T0时刻和T2时刻下对应的脉冲数。例如,T0时刻上电时,复合增量式编码器读取到的UVW信号的初始状态为110,以表3的对应关系为例,则得到此时对应的脉冲数为1333,则E1=1333。再例如,T2时刻UVW信号出现第一个边沿,为U上升沿,且为逆时针旋转时,以表3的对应关系为例,则得到此时对应的脉冲数为3667,即E2=3667。
3)对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1。
计数处理时,可通过对其k倍频信号进行计数,将A、B信号倍频处理可提高增量式编码器的分辨率。计数时,当A信号超前B信号90°时,表示光学码盘逆时针旋转,此时做加计数处理,得到计数值N1;当A信号滞后B信号90°时,表示光学码盘顺时针旋转,此时做减计数处理,得到计数值N2。
本具体实施方式中,计数处理时配合复位进行计数。具体地,
在第一阶段,计数值N1不复位,即从起始值开始连续计数得到计数值N1。
从第一阶段过渡到第二阶段时,即复合增量式编码器上电后,遇到UVW信号的第一个边沿时,计数值N1根据旋转方向进行复位操作,复位后再重新计数。在该阶段随后的其它UVW信号的边沿,计数值N1均不复位,一直连续计数。当逆时针旋转时,计数值N1复位为零;当顺时针旋转时,计数值N1复位为周期值,即k×M-1。本具体实施方式中,取k=4,M=5000,则周期值为4*5000-1=19999。
从第二阶段过渡到第三阶段(即进入第二阶段后,遇到Z信号的第一个上升沿)以及在整个第三阶段遇到Z信号的上升沿时,计数值N1均根据旋转方向进行复位操作,每次均复位后再重新计数。同样地,当逆时针旋转时,计数值N1复位为零;当顺时针旋转时,计数值N1复位为周期值,即k×M-1。本具体实施方式中,取k=4,M=5000,则周期值为4*5000-1=19999。
按照上述过程计数处理后,得到对应A、B信号的计数值N1。后续补偿叠加时输出电机转子磁极的单圈绝对位置信息时,根据每个当前时刻的计数值叠加相应的脉冲数。
4)计算得到E3,E3=E2+Zcnt;其中,Zcnt表示保存的T3时刻对A、B信号的计数值;T3表示T2时刻之后输出信号中Z信号出现第一个上升沿的时刻。
该步骤中,根据前述第二阶段T2时刻下对应的脉冲数E2以及第三阶段中的第一个Z信号对应的计数值N1进行加和计算得到第三阶段的脉冲数E3。在该第三阶段遇到第一个Z信号时,将计数值N1保存为Zcnt,则该阶段所叠加的脉冲数E3=E2+Zcnt。
5)根据当前时刻所处的阶段,将步骤2)获取的E1、E2或者步骤4)计算得到的E3分别叠加到对应阶段的当前时刻对应的A、B信号的计数值n1上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
该步骤中,叠加时,不同阶段,当前时刻计数的计数值n1所叠加的脉冲数不相同。基于前述步骤2)和步骤4),已分别得到第一阶段、第二阶段和第三阶段下对应的脉冲数E1,E2和E3,则叠加时,第一阶段,在该阶段中各时刻的计数值上叠加E1,例如均叠加如前述获取的1333;第二阶段,在该阶段中各时刻的计数值上叠加E2,例如均叠加如前述获取的3667。第三阶段,在该阶段中各时刻的计数值上叠加E3。叠加后得到的值即为电机转子磁极的单圈绝对位置信息,定义为C。
优选地,该电机转子磁极的单圈绝对位置信息进行范围限制后再输出。具体为,还包括步骤6)(图3中未示出)将C转换为k倍的增量式光学码盘线数的范围内,再通过串行方式从串行信号接口电路14输出。C进行范围限制转换为C’的转换公式为:
将转换后的C’输出至伺服驱动器。伺服驱动器接收到C’信号后,根据以下公式即可计算得到电角度值:
其中,β为复合增量式编码器的零位与电机转子的零位之间的偏移角度。上述公式即表示,根据接收到的C’信号换算出角度信息后,加和偏移角度β,即为准确的电角度值。也因此,优选地,处理过程中包括获取并存储所述复合增量式编码器的零位与电机转子的零位之间的偏移角度的步骤,以便传输给伺服驱动器后,供伺服驱动器计算出最终准确的电角度值。当然,偏移角度的信息也可直接由伺服驱动器端直接检测获取后存储,伺服驱动器接收到C’信号后,直接从存储器中调取偏移角度信息计算得到电角度。
进一步优选地,步骤3)中,除对A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理外,还对输出信号中的Z信号进行加或减计数处理,得到电机转子已经旋转过的圈数值N2。输出信号中的Z信号的计数值记录了光学码盘旋转过的圈数,即电机旋转过的圈数。旋转一圈,增量式编码器只输出一个Z脉冲信号。计数得到圈数值N2后,可与上述处理得到的电机转子磁极的单圈绝对位置信息C’一起通过串行方式输出。这样,伺服驱动器接收到C’信号与N2值,通过两者处理得到需要的信息。
经过上述处理过程后,得到的C信号(即电机转子磁极的单圈绝对位置信息)输出,传输至伺服驱动器后,伺服驱动器结合偏移角度β即可计算得到电角度,不需要像以往的方案中那样得到A、B、U、V、W信号,接收到A、B、U、V、W信号后结合复杂的处理过程处理得到电机转子的增量位置信息和电角度。上述处理过程后的传输信号过程中,可选择性地连同传输以下信息中的一者或者多者:全绝对位置标志FAS、Z信号标志、通讯状态信息、复合增量式编码器状态信息以及检验信息,电机转子已经旋转过的多圈位置值(即计数值N2)、电机转子的单圈增量位置信息(即计数器N1)。
本具体实施方式中的上述处理过程,用户自定义对应关系表,任意符合要求定义的对应关系表即可,因此校正时只需校正获取复合增量式编码器的零位与电机转子的零位之间的偏移角度即可,校正过程较为简单,无需像现有技术那样校正出U、V、W信号的某一个边沿、Z信号与电机的转子位置之间的确定的相位关系,无需像以往那样上传相位信息给伺服驱动器,即使得增量式编码器的零位校正与绝对式编码器的零位校正一样简单。本具体实施方式的处理过程,有效简化了增量式编码器的校准过程,同时,处理方法对霍尔传感器输出的UVW信号与A、B信号以及索引信号Z信号共同处理,一方面,处理得到的C信号能供伺服驱动器快速准确地计算出电机的电角度,另一方面,处理过程也具有可消除增量式编码器的累积误差的效果。此外,本具体实施方式的处理方法可结合串行方式输出数据,从而可减少编码器引出线的数量,并提高抗干扰性。
本具体实施方式中,还提供一种针对复合增量式编码器输出信号的处理装置,包括以下模块:换算模块,用于根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式:换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;其中,用户自定义的对应关系表中,UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机转子的相位角度分为六个相等的区间;M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k=1,2或4;获取模块,用于根据换算模块换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及获取待处理的输出信号中T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;其中,T0表示上电时刻,T2表示UVW信号中出现第一个边沿的时刻;计数模块,用于对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1;计算模块,用于计算得到E3,E3=E2+Zcnt;其中,Zcnt表示保存的T3时刻对A、B信号的计数值;T3表示T2时刻之后输出信号中Z信号出现第一个上升沿的时刻;叠加模块,用于根据当前时刻所处的阶段,将获取模块获取的E1、E2或者计算模块计算得到的E3分别叠加到对应阶段的当前时刻对应的A、B信号的计数值n1上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
本具体实施方式的处理装置,可使得复合增量式编码器校正时只需校正获取复合增量式编码器的零位与电机转子的零位之间的偏移角度即可,校正过程较为简单,同时,一方面,处理装置处理得到的C信号能供伺服驱动器快速准确地计算出电机的电角度,另一方面,也具有可消除增量式编码器的累积误差的效果。此外,本具体实施方式的处理装置可结合串行信号接口电路输出数据,从而可减少编码器引出线的数量,并提高抗干扰性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式:换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;其中,用户自定义的对应关系表中,UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机转子的相位角度分为六个相等的区间;M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k=1,2或4;
2)根据步骤1)换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及获取待处理的输出信号中T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;其中,T0表示上电时刻,T2表示UVW信号中出现第一个边沿的时刻;
3)对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1;
4)计算得到E3,E3=E2+Zcnt;其中,Zcnt表示保存的T3时刻对A、B信号的计数值;T3表示T2时刻之后输出信号中Z信号出现第一个上升沿的时刻;
5)根据当前时刻所处的阶段,将步骤2)获取的E1、E2或者步骤4)计算得到的E3分别叠加到对应阶段的当前时刻对应的A、B信号的计数值n1上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
2.根据权利要求1所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:所述步骤3)中,根据如下过程进行计数:位于T0~T2阶段时,连续计数得到计数值N1;在T2时刻时,计数值N1进行复位;进入T2~T3阶段时,在复位的基础上计数得到计数值N1;在T3时刻时,计数值N1再次复位;进入T3~断电时刻的阶段时,在复位的基础上计数得到计数值N1,并且在此阶段所有的Z信号出现上升沿时,均进行一次复位;所述复位根据电机的旋转方向进行,当逆时针旋转时,计数值N1复位为零;当顺时针旋转时,计数值N1复位为k×M-1。
3.根据权利要求2所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:计数时,根据输出信号中的A、B信号的相位关系选择加或者减计数:当A信号超前B信号时,作加计数处理,得到计数值N1;当A信号滞后B信号时,作减计数处理,得到计数值N1。
4.根据权利要求2所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:所述步骤5)中,当前时刻处于T0~T2阶段时,C=n1+E1;当前时刻处于T2~T3阶段时,C=n1+E2;当前时刻处于位于T3~断电时刻的阶段时,C=n1+E3;其中,C表示电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
5.根据权利要求1所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:还包括步骤6),将电机转子磁极的单圈绝对位置信息转换到k倍的增量式光学码盘线数的范围内,通过串行方式输出。
6.根据权利要求1所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:所述步骤3)中还包括:对输出信号中的Z信号进行加或减计数处理,得到电机转子已经旋转过的圈数值N2。
7.根据权利要求1所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:还包括如下步骤:获取并存储所述复合增量式编码器的零位与电机转子的零位之间的偏移角度。
8.根据权利要求1所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:所述步骤1)中,UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表中UVW信号状态包括组合电平状态、逆时针转动时各信号边沿状态和顺时针转动时各信号边沿状态。
9.根据权利要求8所述的针对复合增量式编码器输出信号的处理方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述组合电平状态对应的相位角度的值取所述组合电平状态所对应的电机转子的相位角度的区间的中心值。
10.一种针对复合增量式编码器输出信号的处理装置,其特征在于:包括以下模块:
换算模块,用于根据用户自定义的UVW信号状态与电机转子的相位角度对应关系表,结合公式:换算出UVW信号状态与脉冲数的对应关系表;其中,用户自定义的对应关系表中,UVW信号的六个状态101、100、110、010、011、001将电机转子的相位角度分为六个相等的区间;M表示所述复合增量式编码器中的增量式光学码盘的分辨率,P表示所述复合增量式编码器所应用的电机的极对数,k=1,2或4;
获取模块,用于根据换算模块换算的对应关系表,获取待处理的输出信号中T0时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E1;以及获取待处理的输出信号中T2时刻的UVW信号的状态对应的脉冲数,记为E2;其中,T0表示上电时刻,T2表示UVW信号中出现第一个边沿的时刻;
计数模块,用于对待处理的输出信号中A、B信号的k倍频信号进行加或减计数处理,得到计数值N1;
计算模块,用于计算得到E3,E3=E2+Zcnt;其中,Zcnt表示保存的T3时刻对A、B信号的计数值;T3表示T2时刻之后输出信号中Z信号出现第一个上升沿的时刻;
叠加模块,用于根据当前时刻所处的阶段,将获取模块获取的E1、E2或者计算模块计算得到的E3分别叠加到对应阶段的当前时刻对应的A、B信号的计数值n1上,得到电机转子磁极的单圈绝对位置信息。
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