CN111207723B - 一种差分式圆感应同步器的解调方法 - Google Patents

一种差分式圆感应同步器的解调方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111207723B
CN111207723B CN201911271529.6A CN201911271529A CN111207723B CN 111207723 B CN111207723 B CN 111207723B CN 201911271529 A CN201911271529 A CN 201911271529A CN 111207723 B CN111207723 B CN 111207723B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrical angle
value interval
channel
main value
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911271529.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111207723A (zh
Inventor
黎枭
魏新生
周华俊
杨杰
孙丹峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Original Assignee
Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Control Technology Institute filed Critical Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority to CN201911271529.6A priority Critical patent/CN111207723B/zh
Publication of CN111207723A publication Critical patent/CN111207723A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111207723B publication Critical patent/CN111207723B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00—Measuring angles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种差分式圆感应同步器的解调方法，包含：获取粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度，并获取第一机械角度；对粗通道的主值区间电角度的各个周期和精通道的主值区间电角度的各个周期进行同步补偿校正，得到经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度；根据经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度获取第二机械角度；根据预设条件，判断经校正的粗通道的主值区间电角度与经校正的精通道的主值区间电角度是否临域，根据判断结果和第二机械角度以得到精通道电角度的周期数；根据精通道电角度的周期数和经校正的精通道的主值区间电角度得到第三机械角度。本发明提高了机械角度的测量精度。

Description

一种差分式圆感应同步器的解调方法
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种差分式圆感应同步器的解调方法。
背景技术
在高精度的控制力矩陀螺和转台控制系统中，测角系统是关键组成部分，圆感应同步器是一种电磁感应式传感元件，用来检测量机械转角，本质上它是一种平面绕组的多极旋转变压器。因体积小、重量轻、抗冲击、抗辐照、耐高真空等一系列优点,在恶劣环境工况中得到广泛应用，近年来在航空航天的应用更加突出。传统型感应同步器通常拥有2组绕组，而且相互独立，一般称之为粗通道和精通道；精通道拥有多对极，精度可以达到角秒量级；粗通道只有1对极，精度只能达到角分级，而且唯一的零位容易受温度的影响。为了克服这一缺点，差分式圆感应同步器应运而生，其最大优点为粗精通道零位都不受温度影响，且粗通道的精度也可以达到角秒量级，但是粗通道不像传统型感应同步器只有1对极，它也是多对极的，通常只比精通道少1对极，所以粗通道不能用它来直接确定周期数，它同时需要精通道的角度数据，通过粗精通道的角度数据解算而获得它的周期数，得到周期数后，再与精通道数据组合得到机械绝对角度,此外由于粗精通道加工工艺原因，无法保证粗精通道严格成线性关系，从而导致组合得到的机械角度不是连续的、光滑的、甚至存在周期性跳变出现，结果导致伺服控制系统性能降低，甚至失控，故此必须对粗精通道进行校正，而且在组合机械绝对角度数据时还要根据粗精数据是否“临域”来确定，所以需要设计一种基于差分式圆感应同步器的解调或解算方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种差分式圆感应同步器的解调方法，其适合所有差分式圆感应同步器进行测角的产品，通过对粗通道和精通道的数据校正，可以得到可靠的高精度的差分式圆感应同步器的绝对角度。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种差分式圆感应同步器的解调方法，包含：
步骤S1、获取所述差分式圆感应同步器的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度，并根据所述粗通道的主值区间电角度和所述精通道的主值区间电角度获取第一机械角度。
步骤S2、对所述粗通道的主值区间电角度的各个周期和所述精通道的主值区间电角度的各个周期进行同步补偿校正，得到经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度。
根据所述经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度获取第二机械角度。
步骤S3、根据预设条件，判断经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是否临域，根据判断结果和所述第二机械角度以得到精通道电角度的周期数。
步骤S4、根据所述精通道电角度的周期数和经校正的所述精通道的主值区间电角度得到以所述精通道为准的第三机械角度。
进一步的，所述第一机械角度θc采用如下公式进行表示：
Figure BDA0002314328650000021
式中，θef表示精通道的主值区间电角度，θec表示粗通道的主值区间电角度。
进一步的，所述第二机械角度θc1采用如下公式进行表示：
Figure BDA0002314328650000022
式中，θef1表示经校正的精通道的主值区间电角度，θec1表示经校正粗通道的主值区间电角度。
进一步的，所述步骤S2包含：以增量模式方式确定绝对零位，并以所述绝对零位为基准，分别对每个粗通道的主值区间电角度的周期以及对每个精通道的主值区间电角度的周期进行补偿校正。
进一步的，在执行所述步骤S3之前还包含：以所述精通道为准，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
Figure BDA0002314328650000031
式中，P表示粗通道极对数，P+1表示精通道极对数，Kf表示精通道电角度的周期数；θef1表示经校正的所述精通道的主值区间电角度。
进一步的，所述步骤S4包括：
当所述P＝359，所述P+1＝360时，且所述经校正的所述精通道的主值区间电角度θef1和所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度θec1采用线性内插的方式得到精通道电气角度θef和粗通道电气角度θec，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
θm＝Kf×1°+θef1/360
θef＝Kf×360°+θef1
θec＝Kc×360°+θec1
式中，Kf表示精通道电角度的周期数，Kc表示粗通道电角度的周期数。
进一步的，所述步骤S4还包括：当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度不临域时，则所述第二机械角度θc1作为所述第三机械角度；
当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度临域时，则采用所述步骤S4进行计算得到所述第三机械角度。
另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上文所述的差分式圆感应同步器的解调方法。
再一方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的差分式圆感应同步器的解调方法。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明提供了一种差分式圆感应同步器的解调方法，包含：步骤S1、获取所述差分式圆感应同步器的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度，并根据所述粗通道的主值区间电角度和所述精通道的主值区间电角度获取第一机械角度；步骤S2对所述粗通道的主值区间电角度的各个周期和所述精通道的主值区间电角度的各个周期进行同步补偿校正，得到经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度；根据所述经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度获取第二机械角度；步骤S3、根据预设条件，判断经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是否临域，根据判断结果和所述第二机械角度以得到精通道电角度的周期数；步骤S4、根据所述精通道电角度的周期数和经校正的所述精通道的主值区间电角度得到以所述精通道为准的第三机械角度。由此可知，本发明所提供的一种差分式圆感应同步器的解算方法，能实现差分式圆感应同步器绝对角度的精确测量，解决传统圆感应同步器因温度变化而导致的零点漂移，从而保证了圆感应同步器在受恶劣工况下依然可以实现高精确的绝对角度或是机械角度的测量。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种差分式圆感应同步器的解调方法的流程图；
图2为差分式圆感应同步器进行匀速转动，未作粗通道和精通道补偿，只加了“临域”关系处理，按绝对模式进行计算得到的机械角度示意图；
图3为差分式感应同步器进行匀速转动，未作粗通道和精通道补偿，采用直接解算得到的机械角度的示意图；
图4为差分式感应同步器进行匀速转动，得到同相位的粗通道原始数据、精通道原始数据和直接解算后得到的机械角度的对比示意图；
图5为直接解算得到的机械角度与精通道电角度处于绝对零位时所对应的机械角度的对比示意图；
图6为象限划分示意图；
图7为对粗和精通道进行补偿校正后，再按绝对模式计算得到的机械角度，同时也将同相位的原始粗精通道的电角度表达出来的对比示意图；
图8为经过直接解算、增量解算和粗精通道校正后，再按“临域”关系处理，最后按绝对模式运行得到的机械角度曲线示意图；
图9为本发明一实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图1至9和具体实施方式对本发明提出的一种差分式圆感应同步器的解调方法、子设备和存储介质作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
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。
结合图1～图9所示，本实施例一种差分式圆感应同步器的解调方法，包括：步骤S1、获取所述差分式圆感应同步器的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度，并根据所述粗通道的主值区间电角度和所述精通道的主值区间电角度获取第一机械角度。
步骤S2对所述粗通道的主值区间电角度的各个周期和所述精通道的主值区间电角度的各个周期进行同步补偿校正，得到经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度。
根据所述经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度获取第二机械角度。
步骤S3、根据预设条件，判断经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是否临域，根据判断结果和所述第二机械角度以得到精通道电角度的周期数。
步骤S4、根据所述精通道电角度的周期数和经校正的所述精通道的主值区间电角度得到以所述精通道为准的第三机械角度。
优选地，在本实施例中，所述第一机械角度θc采用如下公式进行表示：
Figure BDA0002314328650000061
式中，θef表示精通道的主值区间电角度，θec表示粗通道的主值区间电角度。
优选地，在本实施例中，所述第二机械角度θc1采用如下公式进行表示：
Figure BDA0002314328650000062
式中，θef1表示经校正的精通道的主值区间电角度，θec1表示经校正粗通道的主值区间电角度。
优选地，在本实施例中，所述步骤S2包含：以增量模式方式确定绝对零位，并以所述绝对零位为基准，分别对每个粗通道的主值区间电角度的周期以及对每个精通道的主值区间电角度的周期进行补偿校正。
优选地，在本实施例中，在执行所述步骤S3之前还包含：以所述精通道为准，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
Figure BDA0002314328650000063
式中，P表示粗通道极对数，P+1表示精通道极对数，Kf表示精通道电角度的周期数；θef1表示经校正的所述精通道的主值区间电角度。
优选地，在本实施例中，所述步骤S4包括：当所述P＝359，所述P+1＝360时，且所述经校正的所述精通道的主值区间电角度θef1和所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度θec1采用线性内插的方式得到精通道电气角度θef和粗通道电气角度θec，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
θm＝Kf×1°+θef1/360
θef＝Kf×360°+θef1
θec＝Kc×360°+θec1
式中，Kf表示精通道电角度的周期数，Kc表示粗通道电角度的周期数。
进一步的，在本实施例中，所述步骤S4还包括：当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度不临域时，则所述第二机械角度θc1作为所述第三机械角度。当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度临域时，则采用所述步骤S4进行计算得到所述第三机械角度。
由此可知，本实施例所提供的一种差分式圆感应同步器的解算方法，能实现差分式圆感应同步器绝对角度的精确测量，解决传统圆感应同步器因温度变化而导致的零点漂移，从而保证了圆感应同步器在受恶劣工况下依然可以实现高精确的绝对角度或是机械角度的测量。
为了更清楚的了解本发明的技术方案，下面以粗通道极对数P＝359，精通道极对数P+1＝360为例，进行说明。
预先进行测量360个精通道极对数中零位所对应的粗通道的值(至少测量3次得到平均值以增加后续以此为基础所计算出的所述第三机械角度值得精度)，并按周期数递增顺序排列，将第i个周期所对应的粗通道的数据(可以称之为粗通道的主值区间电角度)Ci并存储(如：C1,C2,C3,C4,…,C359,C360)。
测量359个粗通道极对数中零位所对应的精通道的值(至少3次得到平均值以增加后续以此为基础所计算出的所述第三机械角度值得精度)，并按周期数递增顺序，第i个周期所对应的精通道的数据(可以称之为精通道的主值区间电角度)Fi并存储(如：F1,F2,F3,…,F358,F359)。
用matlab软件或者其他可以进行统计分析的软件，从理论上计算出精通道零位时所对应的粗通道值(粗通道的主值区间电角度)Cbi和粗通道零位时所对应的精通道值(精通道的主值区间电角度)Fbi。
将理论值(Cbi,Fbi)与实际值(Ci,Fi)做比较得出角度误差(ECi＝Cbi-Ci；EFi＝Fbi-Fi)并存储。
即存储角度误差:EC1,EC2,EC3,…,EC359,EC360；EF1,EF2,EF3,…,EF358,EF359。该误差作为各个周期的补偿量和系数参量预先存储至校正数据库中，以便后续进行调取、运用。
之后，进行模式选择，首先选择直接解算模式，在进行直接解算之前，需设置差分式圆感应同步器的粗通道高12位输出，精通道16位输出，确保粗精通同步输出且模数转换频率100KHz(周期10us)。
获取粗通道的电角度和精通道的电角度，在差分式圆感应同步器静止时，按100KHz(周期10us)采样粗通道数据(电角度)和精通道数据(电角度)，采集约6～10秒长的数据量，然后分析2个通道的数据，求出平均值，标准方差，最大值和最小值，将数据的峰峰跳动量换算成电角度，若电角度在1角秒之内，则符合要求，可以进行下面的工作了，若超过1角秒，则不能进行下面工作，还需要提高电路的信噪比、调整信号幅值和相位；当2个通道的信号都满足了上述要求，则继续下面直接解算操作。上电后延时约20ms秒，获得同相位的精通道电角度(精通道的主值区间电角度)θef和粗通道电角度(粗通道的主值区间电角度)θec。所述直接解算步骤包括：已知精通道极对数比粗通道极对数多1对极，倘若粗通道的极对数是P，那么精通道的极对数就是P+1,又因粗通道电角度θec是圆感应同步器机械角度θc的P倍；精通道电角度θef是圆感应同步器机械角度θc的(P+1)倍，即：
Figure BDA0002314328650000081
又因粗通道电角度可以用周期数Kc和主值区间电角度θec表征；同样精通道电角度可以用周期数Kf和主值区间电角度θef表征，即：
Figure BDA0002314328650000082
所以将以上2个式子相减得：
θef-θec＝[(P+1)-P]×θc＝(Kf-Kc)×360°+(θef-θec)
进一步推得：θc＝(Kf-Kc)×360°+(θef-θec)存在以下2种情况：
当θef≥θec时，则Kf-Kc＝0；
当θef＜θec时，则Kf-Kc＝1；
Figure BDA0002314328650000091
即采用直接结算模式解算得到的机械角度为所述第一机械角度。所述第一机械角度的结果可如图4所示，其中，第1行数据线表示得到的同相位的粗通道原始数据(电角度)，第2行数据线表示得到的同相位的精通道原始数据(电角度)，第3行数据线表示采用直接解算模式所计算得到的所述第一机械角度。
当
Figure BDA0002314328650000092
时，连续5个采样数据，都符合此条件式时，则粗和精通道稳定，则采用增量模式对所述机械角度进行计算。
在采用增量模式计算之前，还预先计算一第二机械角度，这是由于差分式圆感应同步器，粗通道(粗通道的电气角度或粗通道的主值区间电角度)的各个周期与精通道(精通道的电气角度或精通道的主值区间电角度)的各个周期存在加工误差，而且此误差呈非线性关系，故此必须对所有的粗和精通道的各个周期进行校正，校正完毕后，再根据上式得到精度不高的机械角度(第二机械角度)θc1,即所述第二机械角度θc1采用如下公式进行表示：
Figure BDA0002314328650000093
式中，θef1表示经校正的精通道的主值区间电角度，θec1表示经校正粗通道的主值区间电角度。
在本实施例中，所述增量模式为获取绝对零位的过程，所述差分式圆感应同步器有且仅有一个绝对零位，所述绝对零位是指经校正的所述粗通道的主值区间电角度和经校正的所述精通道的主值区间电角度同时为零的位置。
所述差分式圆感应同步器按增量模式
Figure BDA0002314328650000101
运行，式中，θc1(j)表示在当前测量节拍j下的所述差分式圆感应同步器的机械角度，θc1(j-1)表示在上一测量节拍j-1下的所述差分式圆感应同步器的机械角度，θef1(j)表示在当前测量节拍j下的经校正的所述精通道的主值区间电角度，θef1(j-1)表示在上一测量节拍j-1下的经校正的所述精通道的主值区间电角度。由上文可知P+1＝360，则增量模式的计算公式可以表示为
Figure BDA0002314328650000102
则差分式圆感应同步器以速度ω≤1°sec分别向精通道和粗通道的绝对零位(θec1＝0,θef1＝0)的位置运行。当程序采样上一节拍得到了所述绝对零位时，此拍得到差分式圆感应同步器位置只可能在所述绝对零位附近，或者落在[0°,1°)区间，或者落在[359°,360°)区间，第二机械角度
Figure BDA0002314328650000103
很容易确定第二机械角度到底处在哪个区间，由此控制差分式圆感应同步器的机械角度在θc1(j)∈[-3°,+3°]区间做往复运动，当采集到所述绝对零位(θec1＝0,θef1＝0)时，输出第二机械角度θc1(j)＝0，此时也可得知所述差分式圆感应同步器所处的位置。执行增量模式后的结果可如图5所示，其中图中的曲线代表直接解算得到的第一机械角度，图中圆圈代表精通道电角度为绝对零度“0”时所对应的第二机械角度。
之后，采用绝对模式计算所述第三机械角度；在本实施例中，所述绝对模式为以所述精通道为准，经精通道的主值区间电气角度与机械角度(第三机械角度)存在如下关系：θef＝(P+1)×θm＝Kf×360°+θef1；由此，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
Figure BDA0002314328650000111
式中，P表示粗通道极对数，P+1表示精通道极对数，Kf表示精通道电角度的周期数；θef1表示经校正的所述精通道的主值区间电角度。
为当所述P＝359，所述P+1＝360时，且所述经校正的所述精通道的主值区间电角度θef1和所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度θec1采用线性内插的方式得到精通道电气角度θef和粗通道电气角度θec，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
θm＝Kf×1°+θef1/360
θef＝Kf×360°+θef1
θec＝Kc×360°+θec1
式中，Kf表示精通道电角度的周期数，Kc表示粗通道电角度的周期数。
当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度不临域时，则所述第二机械角度θc1作为所述第三机械角度。当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度临域时，则采用所述步骤S4进行计算得到所述第三机械角度。
此时，差分式圆感应同步器可以静止，也可以运动，完全进入正常工作模式。在本实施例中，在判断所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是否临域，是为了减小所述差分式圆感应同步器的电路噪声所带来的影响，即当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是不临域时，说明此时电路噪声比较大，由此采用所述第二机械角度θc1作为所述第三机械角度，可以提高所述第三机械角度的准确度，避免了电路噪声的影响。
在本实施例中，根据表1来判断经校正的粗和精通道的主值区间电角度是否“邻域”来解算得到所述第三机械角度。
表1：粗精通道数据“临域”定义
Figure BDA0002314328650000121
上述的第1象限～第4象限的划分如图6所示，第1象限(0°～90°)，第2象限(90°～180°)、第3象限(180°～270°)和第4象限(270°～0°)。
程序经过直接解算、增量解算和粗精通道校正后，再按“临域”关系处理，最后按绝对模式运行得到的机构角度曲线；结果如图8所示，第1行是粗通道电角度，第2行是精通道电角度，第3行是直接解算、增量解算和粗精校正，“临域”处理后得到的高精度机械角度数据。
综上，本发明在计算第三机械角度之前在此之前需要以绝对零位为基准，对每个粗精周期进行校正，将各个周期的补偿量和系数参量存在程序中，以便于程序按附件图1流程运行时，当运行到绝对模式计算机械角度时，利用之前的补偿量和系数参量线性内插得到准确的粗通道和精通道角度数据，从而获得高精度机械角度数据。
另一方面，基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备，如图3所示，所述电子设备包括处理器301和存储器303，所述存储器303上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器301执行时，实现如上文所述的差分式圆感应同步器的解调方法。
本实施例提供的电子设备，可以实现差分式圆感应同步器绝对角度的精确测量，解决传统圆感应同步器因温度变化而导致的零点漂移，从而保证了圆感应同步器在受恶劣工况下依然可以实现高精确的绝对角度或是机械角度的测量。
继续参考图3，所述电子设备还包括通信接口302和通信总线304，其中所述处理器301、所述通信接口302、所述存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。所述通信总线304可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该通信总线304可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述通信接口302用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
本实施例中所称处理器301可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器301是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。
所述存储器303可用于存储所述计算机程序，所述处理器301通过运行或执行存储在所述存储器303内的计算机程序，以及调用存储在存储器303内的数据，实现所述电子设备的各种功能。
所述存储器303可以包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
再一方面，基于同一发明构思，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现如上文所述的差分式圆感应同步器的解调方法。
本实施例提供的可读存储介质，可以实现差分式圆感应同步器绝对角度的精确测量，解决传统圆感应同步器因温度变化而导致的零点漂移，从而保证了圆感应同步器在受恶劣工况下依然可以实现高精确的绝对角度或是机械角度的测量。
本实施例提供的可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
在本实施例中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
综上所述，本发明提供了一种差分式圆感应同步器的解调方法，包含：步骤S1、获取所述差分式圆感应同步器的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度，并根据所述粗通道的主值区间电角度和所述精通道的主值区间电角度获取第一机械角度。步骤S2、对所述粗通道的主值区间电角度的各个周期和所述精通道的主值区间电角度的各个周期进行同步补偿校正，得到经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度。根据所述经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度获取第二机械角度。步骤S3、根据预设条件，判断经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是否临域，根据判断结果和所述第二机械角度以得到精通道电角度的周期数。步骤S4、根据所述精通道电角度的周期数和经校正的所述精通道的主值区间电角度得到以所述精通道为准的第三机械角度。
由此可知，本发明所提供得一种差分式圆感应同步器的解算方法，能实现差分式圆感应同步器绝对角度的精确测量，解决传统圆感应同步器因温度变化而导致的零点漂移，从而保证了圆感应同步器在受恶劣工况下依然可以实现高精确的绝对角度测量。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，包含：
步骤S1、获取所述差分式圆感应同步器的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度，并根据所述粗通道的主值区间电角度和所述精通道的主值区间电角度获取第一机械角度；
步骤S2、对所述粗通道的主值区间电角度的各个周期和所述精通道的主值区间电角度的各个周期进行同步补偿校正，得到经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度；
根据所述经校正的粗通道的主值区间电角度和精通道的主值区间电角度获取第二机械角度；
步骤S3、根据预设条件，判断经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度是否临域，根据判断结果和所述第二机械角度以得到精通道电角度的周期数；
步骤S4、根据所述精通道电角度的周期数和经校正的所述精通道的主值区间电角度得到以所述精通道为准的第三机械角度；
其中，当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度不临域时，则所述第二机械角度作为所述第三机械角度；
当所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度与经校正的所述精通道的主值区间电角度临域时，则采用所述步骤S4进行计算得到所述第三机械角度。
2.如权利要求1所述的差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，所述第一机械角度θc采用如下公式进行表示：
Figure FDA0003404971530000011
式中，θef表示精通道的主值区间电角度，θec表示粗通道的主值区间电角度。
3.如权利要求2所述的差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，所述第二机械角度θc1采用如下公式进行表示：
Figure FDA0003404971530000021
式中，θef1表示经校正的精通道的主值区间电角度，θec1表示经校正粗通道的主值区间电角度。
4.如权利要求3所述的差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，在进行所述步骤S2之前还包括根据如下判断条件判断所述粗通道和所述精通道是否稳定，
当
Figure FDA0003404971530000022
时，连续采样预设个数的精通道的主值区间电角度和粗通道的主值区间电角度都符合此条件式时，则所述粗通道和精通道稳定，执行所述步骤S2。
5.如权利要求4所述的差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，
所述步骤S2包含：以增量模式方式确定绝对零位，并以所述绝对零位为基准，分别对每个粗通道的主值区间电角度的周期以及对每个精通道的主值区间电角度的周期进行补偿校正。
6.如权利要求5所述的差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，在执行所述步骤S3之前还包含：以所述精通道为准，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
Figure FDA0003404971530000023
式中，P表示粗通道极对数，P+1表示精通道极对数，Kf表示精通道电角度的周期数；θef1表示经校正的所述精通道的主值区间电角度。
7.如权利要求6所述的差分式圆感应同步器的解调方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
当P＝359，P+1＝360时，且所述经校正的所述精通道的主值区间电角度θef1和所述经校正的所述粗通道的主值区间电角度θec1采用线性内插的方式得到精通道电气角度θef和粗通道电气角度θec，所述第三机械角度θm采用如下公式表示：
θm＝Kf×1°+θef1/360
θef＝Kf×360°+θef1
θec＝Kc×360°+θec1
式中，Kf表示精通道电角度的周期数，Kc表示粗通道电角度的周期数。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
CN201911271529.6A 2019-12-12 2019-12-12 一种差分式圆感应同步器的解调方法 Active CN111207723B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911271529.6A CN111207723B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 一种差分式圆感应同步器的解调方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911271529.6A CN111207723B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 一种差分式圆感应同步器的解调方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111207723A CN111207723A (zh) 2020-05-29
CN111207723B true CN111207723B (zh) 2022-04-05

Family

ID=70782623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911271529.6A Active CN111207723B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 一种差分式圆感应同步器的解调方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111207723B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0711605A2 (en) * 1994-11-14 1996-05-15 Fimatec Ltd. Pulverulent body processing apparatus and method of manufacturing a slit member to be used for the same
JPH10253890A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Nikon Corp ダミー接眼鏡筒及びダミー接眼鏡筒付き単眼顕微鏡
CN102749915A (zh) * 2012-07-13 2012-10-24 哈尔滨工业大学 转台测角系统误差实时在线测试及补偿方法
CN206095144U (zh) * 2016-09-29 2017-04-12 九江精密测试技术研究所 一种带自校正的感应同步器测量系统
CN109506560A (zh) * 2018-12-12 2019-03-22 上海卫星装备研究所 圆感应同步器动态测角精度标定装置及其标定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0711605A2 (en) * 1994-11-14 1996-05-15 Fimatec Ltd. Pulverulent body processing apparatus and method of manufacturing a slit member to be used for the same
JPH10253890A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Nikon Corp ダミー接眼鏡筒及びダミー接眼鏡筒付き単眼顕微鏡
CN102749915A (zh) * 2012-07-13 2012-10-24 哈尔滨工业大学 转台测角系统误差实时在线测试及补偿方法
CN206095144U (zh) * 2016-09-29 2017-04-12 九江精密测试技术研究所 一种带自校正的感应同步器测量系统
CN109506560A (zh) * 2018-12-12 2019-03-22 上海卫星装备研究所 圆感应同步器动态测角精度标定装置及其标定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111207723A (zh) 2020-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7496462B2 (en) Encoding signal processing device and signal processing method therefor
JP4277887B2 (ja) エンコーダ信号の補正回路
JPH04136713A (ja) 位置検出装置
US11722157B2 (en) Methods, computer programs, devices, and encoders for signal error correction
CN108375391B (zh) 正余弦信号处理方法及系统
JP4240090B2 (ja) エンコーダ信号の補正回路
US10355717B2 (en) Encoder signal processing device, encoder, and signal processing method and recording medium
JP2014025871A (ja) エンコーダ出力信号補正装置
CN109696197A (zh) 正余弦编码器相位偏差的补偿方法和装置
US20200408570A1 (en) Offset correction device and position measuring device
CN116182924A (zh) 相位补偿方法、装置以及磁编码器
JP6100552B2 (ja) 位置検出装置
WO2019105133A1 (zh) 相位偏差的补偿方法和装置
CN111207723B (zh) 一种差分式圆感应同步器的解调方法
JP5327656B2 (ja) 物理量検出装置、および物理量検出装置の検査方法
US10761507B2 (en) Instant correction method for encoder and system thereof
JP2005257565A (ja) レゾルバディジタル角度変換装置および方法ならびにプログラム
CN111089610B (zh) 一种编码器的信号处理方法、装置及相关组件
US20100004888A1 (en) Measurement apparatus
JP5125320B2 (ja) エンコーダの補正値制御方法
CN112665531A (zh) 一种多对级旋变坐标变换解角方法
CN114826040A (zh) 一种转子信息确定方法、装置、可读介质及电子设备
US11774926B2 (en) Sensor system and method for measuring a process value of a physical system
Aksenenko et al. A new generation of precision angle digitizers
Aksenenko et al. Digital signal processing in angle-to-digital conversion

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant