CN105915129A - 用于工业机器人的绝对值编码器解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业机器人的绝对值编码器解码方法，该方法通过绝对值编码器反馈回来的位置信息计算出电角度，根据绝对值编码器串行通讯协议解析出转子位置数据，采用初始时刻查询全部位置数据，之后每次查询单回转数据，再将前后两次单圈值的增量累计入绝对位置的方法，可以实现超过20kHz的位置采样率；由于本发明所采用电机最高转速不超过6000RPM，在一次位置采样周期间隔内，转子位置不可能转过超出一整圈的行程，因此这种方法是可靠的，并且突破了直接每次查询全部位置而只能达到最高18kHz左右的位置采样率限制，这为实现20kHz的电流调整率提供了更为精确的转子位置信息的基础。

Description

用于工业机器人的绝对值编码器解码方法

技术领域

本发明属于工业机器人控制领域，具体涉及到一种用于工业机器人的绝对值编码器的解码方法。

背景技术

提高位置采样率是提高工业机器人控制精度的一个重要步骤，这就需要提高绝对值编码器的解码速度。交流永磁同步电机作为工业机器人的执行部件，对其控制通常有位置、速度和扭矩控制，与之对应的分别是位置环、速度环和电流环的控制，位置环作为最外环调节频率最低，通常只有5kHz，电流环作为最内环调节频率最高，通常需达到20kHz；绝对值编码器作为交流永磁同步电机的位置反馈器件，虽然位置环的调节频率低，但是电流环的输入，除了交流永磁同步电机的相电流外，还需要电角度这个重要参数，电角度与交流永磁同步电机的转子位置密切相关，因此绝对值编码器的解码频率至少要高于电流环的调节频率才能保证电机的正常运行；绝对值编码器的全部位置信息包括多圈位置和单圈位置，然而，通用的位置解码方法是每次查询全部位置信息，这种方法耗时较长，无法满足电流环的调节频率。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于工业机器人的绝对值编码器解码方法。

通过绝对值编码器反馈回来的位置信息计算出电角度，从而得到该时刻对应的正余弦值，根据绝对值编码器串行通讯协议解析出转子位置数据，并加入超时检测手段，采用初始时刻查询全部位置数据，之后每次查询单圈数据，再将前后两次单圈值的增量累计入绝对位置的方法，可以实现超过20kHz的位置采样率。由于本发明工业机器人所采用电机最高转速不超过6000RPM，在一次位置采样周期间隔内，转子位置不可能转过超出一整圈的行程，因此这种方法是可靠的。

一种用于工业机器人的绝对值编码器解码方法，包括以下步骤：

步骤(1)：工业机器人的主控芯片上电初始化变量，判断50us的定时器是否溢出，即进行如下操作：

①若50us定时器溢出，向绝对值编码器发送获取全部位置信息的指令，并分别记下初始的多圈位置ABSQPOS(0)和单圈位置QPOS(0)；

②若50us定时器未溢出，继续等待，直到定时器溢出，执行步骤(1)的①操作。

步骤(2)：继续执行判断50us定时器是否溢出，即进行如下操作：

①若50us定时器第n(n>0)次溢出，向绝对值编码器发送获取单圈位置信息的指令，并记下此时的单圈位置QPOS(n)；

②若50us定时器未溢出，继续等待，直到定时器溢出，执行步骤(2)的①操作。

步骤(3)：计算第n(n>0)次定时器溢出时绝对值编码器解码的位置信息，此时的绝对位置为

步骤(4)：重复步骤(2)和(3)

现有的技术相比，本发明的有益效果是：突破了直接每次查询全部位置而只能达到最高18kHz左右的位置采样率限制，这为实现20kHz的电流调整率提供了更为精确的转子位置信息基础。

具体实施方式

通过绝对值编码器反馈回来的位置信息计算出电角度，从而得到该时刻对应的正余弦值，根据绝对值编码器串行通讯协议解析出转子位置数据，并加入超时检测等手段，采用初始时刻查询全部位置数据，之后每次查询单回转数据，再将前后两次单圈值的增量累计入绝对位置的方法，可以实现超过20kHz的位置采样率。由于所采用电机最高转速不超过6000RPM，在一次位置采样周期间隔内，转子位置不可能转过超出一整圈的行程，因此这种方法是可靠的。

一种用于工业机器人的绝对值编码器解码方法包括以下步骤：

步骤(1)：工业机器人的主控芯片上电初始化变量，判断50us的定时器是否溢出，即进行如下操作：

①若50us定时器溢出，向绝对值编码器发送获取全部位置信息的指令，并分别记下初始的多圈位置ABSQPOS(0)和单圈位置QPOS(0)；

②若50us定时器未溢出，继续等待，直到定时器溢出，执行步骤(1)的①操作。

步骤(2)：继续执行判断50us定时器是否溢出，即进行如下操作：

①若50us定时器第n(n>0)次溢出，向绝对值编码器发送获取单圈位置信息的指令，并记下此时的单圈位置QPOS(n)；

②若50us定时器未溢出，继续等待，直到定时器溢出，执行步骤(2)的①操作。

步骤(3)：计算第n(n>0)次定时器溢出时绝对值编码器解码的位置信息，此时的绝对位置为

步骤(4)：重复步骤(2)和(3)。

Claims (2)

1.用于工业机器人的绝对值编码器解码方法，其特征在于：通过绝对值编码器反馈回来的位置信息计算出电角度，从而得到该时刻对应的正余弦值，根据绝对值编码器串行通讯协议解析出转子位置数据，并加入超时检测等手段，采用初始时刻查询全部位置数据，之后每次查询单回转数据，再将前后两次单圈值的增量累计入绝对位置。

2.根据权利要求1所述的用于工业机器人的绝对值编码器解码方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：工业机器人的主控芯片上电初始化变量，判断50us的定时器是否溢出，即进行如下操作：

①若50us定时器溢出，向绝对值编码器发送获取全部位置信息的指令，并分别记下初始的多圈位置ABSQPOS(0)和单圈位置QPOS(0)；

②若50us定时器未溢出，继续等待，直到定时器溢出，执行步骤(1)的①操作。

步骤(2)：继续执行判断50us定时器是否溢出，即进行如下操作：

①若50us定时器第n次溢出n>0，向绝对值编码器发送获取单圈位置信息的指令，并记下此时的单圈位置QPOS(n)；

②若50us定时器未溢出，继续等待，直到定时器溢出，执行步骤(2)的①操作。

步骤(3)：计算第n次定时器溢出时绝对值编码器解码的位置信息，n>0，此时的绝对位置为

$\begin{array}{c}\mathrm{ABSQPOS}\left(n\right)=\mathrm{ABSQPOS}\left(0\right)+\mathrm{QPOS}\left(0\right)+{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^n[\mathrm{QPOS}\left(k\right)-\mathrm{QPOS}(k-\\ 1\left)\right],n>0;\end{array}$

步骤(4)：重复步骤(2)和(3)。