CN112067023A - 一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法，属于磁电编码器制造技术领域。编码器位于电机底部，霍尔元件正对着磁钢，由此利用霍尔元件对磁电模拟信号进行采集，两路霍尔信号经过模数转换解算出d‑q轴磁电信号。针对温度漂移问题本发明提出了一种两霍尔磁电编码器角度值温漂补偿方法，当电机持续工作引起环境温度升高时，霍尔传感器的磁感应系数增加，从而使霍尔传感器采集到的电压信号幅值高于校准状态下的电压幅值，从而使查角度值表无法得到准确的结果，这时对实际电压信号进行补偿，而后查表得到准确角度值。

Description

一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法
技术领域
本发明涉及一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法，属于磁电编码器制造技术领域。
背景技术
磁电编码器是一种测量装置，其原理是采用磁阻或者霍尔元件对变化的磁性材料的角度或者位移值进行测量，磁性材料角度或者位移的变化会引起一定电阻或者电压的变化，通过放大电路对变化量进行放大，通过单片机处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，达到测量的目的。磁电编码器具有抗振动、可靠性高的特点，尤其是在油污、灰尘等环境下，仍然能够保证高可靠性的工作，这种优良的特性令其在军工、航空航天领域得到广泛的应用。
常用的测量角度的传统磁电编码器一般包括定子、转子、永久磁铁、霍尔传感器和信号处理板。永久磁铁粘接在转子上，霍尔传感器固定在信号处理板上。在单对极磁钢的作用下，编码器信号解算板上的2个霍尔元件上产生相位相差90°的电压信号，通过模数转换就可以转换为标准的数字量，最后进行角度的正切值计算便可以得到当前的角度值。
温度特性是磁电传感器的重要性能指标之一，因此在实际工作环境中，环境温度的变化尤其是电子元器件长时间的工作发热导致的温度升高将导致霍尔元件等磁敏传感器的磁感应系数发生变化，从而产生温度漂移造成测量误差，因此在实践中针对霍尔传感器的温度漂移进行补偿是十分必要的。针对该问题本发明提出了一种两霍尔磁电编码器角度值温漂补偿方法，当电机持续工作引起环境温度升高时，霍尔传感器的磁感应系数增加，从而使霍尔传感器采集到的电压信号幅值高于校准状态下的电压幅值，如果按照实际信号进行查角度表，结果必然不准确，这时对实际电压信号进行补偿，而后查表得到准确角度值。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法，本发明为解决上述问题所采取的方案为：
一种角度值温漂补偿方法，本方法应用于一种两霍尔的磁电编码器；
一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法，所述方法的具体实现过程为：
步骤一、在恒温状态下，依据d-q霍尔采用反正切算法进行分区间制表：
磁电编码器采用环形的单对极磁钢作为电压信号的发生元件，单对极磁钢粘接在电机主轴末端上，当主轴转动时，单对极磁钢随着主轴转动并产生正弦磁场，单对极霍尔a和单对极霍尔b间隔90°采用焊锡焊接在信号解算板上，信号解算板粘接在编码器外壳的底端，霍尔元件的位置正对着磁钢，由此利用霍尔元件对磁电模拟信号进行采集，两路霍尔信号经过模数转换解算出d-q轴磁电信号；
单对极霍尔a和单对极霍尔b采集到两个相位相差90°的电压信号；
由于此时是在恒温状态下测量，所以横轴表示标准角度值θ0，记d0和q0分别为霍尔a和霍尔b采集到的电压幅值，下面采用反正切算法进行分区间制表：
将整个圆周划分为8个区间，每个小区间的角度范围在0°到45°之间，反正切值在0到1之间，可避免计算过程中由于反正切值出现正无穷及负无穷而造成的计算结果错误的情况，通过比较d-q轴霍尔电压信号的正负及其绝对值的大小，判断所处的角度区间并用相应的反正切公式计算出待测角度在所处区间中的相对角度θ′，当θ′不在区间范围0°到45°内时需要通过加减周期变换到0°到45°区间范围内，如式(1)所示，即
θ＝θ′±nT，其中T＝45°，n为整数 (1)
当所用的反正切公式为
Figure BDA0002602098730000031
时，角度θ加上所处区间的角度下限θi即可得到标准的实际角度θ0，如式(2)所示；
θ0＝θ+θl (2)
当所用的反正切公式为
Figure BDA0002602098730000032
时，所处区间的角度上限θh减去角度值θ即可得到标准的实际角度θ0，如式(3)所示；
θ0＝θh―θ (3)
下面依据上述规则，详细计算8个区间角度：
区间1：当d轴信号为正，q轴信号为正，且满足|d0|>|q0|时，待测角度处于0～45°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000033
求得，所处区间的角度下限θl＝0°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+0°；
区间2：当d轴信号为正，q轴信号为正，且不满足|d0|>|q0|时，待测角度处于45～90°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000034
求得，所处区间的角度上限θh＝90°，则待测角度的实际标准角度θ0＝90°―θ；
区间3：当d轴信号为负，q轴信号为正，且满足|d0|<|q0|时，待测角度处于90～135°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000035
求得，所处区间的角度上限θh＝135°，则待测角度的实际标准角度θ0＝135°―θ；
区间4：当d轴信号为负，q轴信号为正，且不满足|d0|<|q0|时，待测角度处于135～180°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000041
求得，所处区间的角度下限θl＝135°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+135°；
区间5：当d轴信号为负，q轴信号为负，且满足|d0|>|q0|时，待测角度处于180～225°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000042
求得，所处区间的角度下限θl＝180°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+180°；
区间6：当d轴信号为负，q轴信号为负，且不满足|d0|>|q0|时，待测角度处于225～270°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000043
求得，所处区间的角度上限θh＝270°，则待测角度的实际标准角度θ0＝270°―θ；
区间7：当d轴信号为正，q轴信号为负，且满足|d0|<|q0|时，待测角度处于270～315°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000044
求得，所处区间的角度上限θh＝315°，则待测角度的实际标准角度θ0＝315°―θ；
区间8：当d轴信号为正，q轴信号为负，且不满足|d0|<|q0|时，待测角度处于315～360°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000045
求得，所处区间的角度下限θl＝315°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+315°；
根据上述分区间求角度值的方法就可以制出表格；
步骤二、正常工作条件下，利用d-q霍尔采集磁电信号：
温度特性是磁电传感器的重要性能指标之一，环境温度的变化尤其是电子元器件长时间的工作发热导致的温度升高将导致霍尔元件等磁敏传感器的磁感应系数发生变化，从而产生温度漂移造成测量误差，d-q轴电压信号产生温度漂移后可用式(4)进行描述：
Figure BDA0002602098730000051
式中va——霍尔a实际采集到的电压信号；
vb——霍尔b实际采集到的电压信号；
k——霍尔a，b的温漂系数；
可得温漂前后输出波形图；
电压信号出现温度漂移后，信号实际值vs和准确值v0之间存在偏差，用温度漂移后的实际电压信号vs进行查表一定会存在误差，采用信号vb作为基准进行角度查表，如当前时刻信号的幅值为b′，则由b′进行标准角度查表得到此刻的角度值为θ′，而实际角度值为θ，则存在误差Δθ＝θ―θ′，因此必须进行温漂的修正。
步骤三、利用温漂补偿算法对实际磁电信号进行补偿：
定义霍尔传感器的温漂系数k为：
Figure BDA0002602098730000052
式中vs——某角度实际工作状态下信号电压值；
v0——某角度标准状态下信号电压值；
定义温漂补偿系数为K，如果能够满足K＝1/k,则说明K就是实际霍尔电压信号的温漂补偿系数。
下面分8个区间详细阐述温漂补偿算法：
在区间1，即0～45°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va1和Vb1分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a1′和b1′，式子为：
Figure BDA0002602098730000061
以b1′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b1′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a1″，由图7可知，a1″和a1′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000062
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000063
在区间2，即45～90°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va2和Vb2分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a2′和b2′，式子为：
Figure BDA0002602098730000064
以a2′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a2′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b2″，由图8可知，b2″和b2′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000065
由此可得补偿系数Ki+1为：
Figure BDA0002602098730000071
在区间3，即90～135°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va3和Vb3分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a3′和b3′，式子为：
Figure BDA0002602098730000072
以a3′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a3′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b3″，由图9可知，b3″和b3′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000073
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000074
在区间4，即135～180°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va4和Vb4分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a4′和b4′，式子为：
Figure BDA0002602098730000081
以b4′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b4′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a4″，由图10可知，a4″和a4′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000082
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000083
在区间5，即180～225°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va5和Vb5分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a5′和b5′，式子为：
Figure BDA0002602098730000084
以b5′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b5′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a5″，由图11可知，a5″和a5′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000091
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000092
在区间6，即225～270°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va6和Vb6分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a6′和b6′，式子为：
Figure BDA0002602098730000093
以a6′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a6′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b6″，由图12可知，b6″和b6′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000094
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000095
Figure BDA0002602098730000101
在区间7，即270～315°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va7和Vb7分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a7′和b7′，式子为：
Figure BDA0002602098730000102
以a7′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a7′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b7″，由图13可知，b7″和b7′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000103
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000104
在区间8，即315～360°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va8和Vb8分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a8′和b8′，式子为：
Figure BDA0002602098730000105
以b8′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b8′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a8″，由图14可知，a8″和a8′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000111
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000112
式(8)、(11)、(14)、(17)、(20)、(23)、(26)、(29)都可以写成式(30)
Figure BDA0002602098730000113
下面通过归纳法证明递推序列收敛且极限存在。
因为K0＝1，当k＞1情况下，有
Figure BDA0002602098730000114
所以
K1＜K0 (32)
如对于第i迭代有
Ki+1＜Ki (33)
则不等式两边同乘以系数k并加1有
Ki+1×k+1＜Ki×k+1 (34)
因此
Figure BDA0002602098730000121
即
Ki+2＜Ki+1 (36)
所以序列(30)是严格单调递减。
因为
Figure BDA0002602098730000122
假定第i次修正系数Ki满足
Figure BDA0002602098730000123
则有
Figure BDA0002602098730000124
所以序列(30)有下界。
综上分析可知，序列(30)是严格单调递减且同时存在下限，根据极限存在准则可知序列收敛。当k＜1情况，同理可证序列收敛。
令序列的极限为K，即
Figure BDA0002602098730000125
则有
Figure BDA0002602098730000126
得
K×k＝1 (42)
所以
Figure BDA0002602098730000131
上述分析表明温度漂移修正系数Ki收敛于温漂系数k的倒数1/k，所以将实际采样查表相电压信号乘以修正系数Ki进行角度查表能进行信号温度漂移的修正。
本发明的有益效果是：
1.提出的一种温漂补偿算法，算法简单，实行可靠，对电压信号因温度变化而引起的漂移进行快速、高精度自适应实时修正。
2.本发明针对传感器的温度漂移采用软件补偿的算法，相比于硬件补偿，本算法使得电路结构简单，有利于传感器的小型化，而且硬件补偿电路自身同样受到元器件温漂的影响。
3.实际工作状态下，霍尔器件工作表面有效作用温度也是逐渐上升的不会出现阶跃状态，因此算法能表现出很强的跟随性。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
附图1：本发明结构整体结构装配图；
附图2：本发明编码器结构爆炸示意图；
附图3：本发明中霍尔a，b采集到的电压信号图；
附图4：本发明中校准状态角度查表图；
附图5：本发明中霍尔a，b采集到的带有温漂的电压信号图；
附图6：本发明中温度漂移造成的角度误差图；
附图7：本发明中0～45°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图8：本发明中45～90°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图9：本发明中90～135°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图10：本发明中135～180°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图11：本发明中180～225°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图12：本发明中225～270°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图13：本发明中225～270°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图14：本发明中315～360°区间温度漂移前后查表所得角度值关系图；
附图15：本发明中温度漂移修正系数与步数对应关系图；
附图16：本发明中温度漂移修正系数与步数对应关系曲线图；
图中：1、磁电编码器，1-1、信号解算板，1-2-1、单对极霍尔a，1-2-2、单对极霍尔b，1-3、单对极磁钢，1-4、编码器外壳，1-5、螺钉孔，1-6、编码器走线孔，2、电机，3、电机主轴前端，4、螺钉，5、电机主轴末端。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
所述的一种两霍尔的磁电编码器，它由磁电编码器、电机、电机主轴前端、螺钉、电机主轴末端五部分组成，其特征在于：所述的磁电编码器1通过六个螺钉4安装在电机2的末端；所述的磁电编码器1由信号解算板1-1、单对极霍尔a 1-2-1、单对极霍尔b 1-2-2、单对极磁钢1-3、编码器外壳1-4、螺钉孔1-5、编码器走线孔1-6七部分组成，单对极磁钢1-3胶接在电机主轴末端5上，信号解算板1-1胶接在编码器外壳1-4的底部，单对极霍尔a 1-2-1和单对极霍尔b 1-2-2采用焊锡焊接在信号解算板1-1上，编码器外壳通过螺钉4和螺钉孔1-5安装在电机2上；
当电机2持续工作引起环境温度升高时，单对极霍尔a 1-2-1和单对极霍尔b 1-2-2的磁感应系数增加，从而使霍尔传感器采集到的电压信号幅值高于校准状态下的电压幅值，如果按照实际电压信号进行查角度表，结果必然不准确，这时对实际电压信号进行补偿，而后查表得到准确角度值。
综上，实现两霍尔磁电编码器角度值的温漂补偿。
一种磁电编码器温漂补偿方法，本方法应用于一种两霍尔编码器；
一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法，所述方法的具体实现过程为：
步骤一、在恒温状态下，依据d-q霍尔采用反正切算法进行分区间制表：
磁电编码器采用环形的单对极磁钢作为电压信号的发生元件，单对极磁钢粘接在电机主轴末端上，当主轴转动时，单对极磁钢随着主轴转动并产生正弦磁场，单对极霍尔a和单对极霍尔b间隔90°采用焊锡焊接在信号解算板上，信号解算板粘接在编码器外壳的底端，霍尔元件的位置正对着磁钢，由此利用霍尔元件对磁电模拟信号进行采集，两路霍尔电压信号经过模数转换解算出d-q轴磁电信号；
单对极霍尔a和单对极霍尔b采集到两个相位相差90°的电压信号，如图3所示；
由于此时是在恒温状态下测量，所以横轴表示标准角度值θ0，记d0和q0分别为霍尔a和霍尔b采集到的电压幅值，下面采用反正切算法进行分区间制表：
将整个圆周划分为8个区间，每个小区间的角度范围在0°到45°之间，反正切值在0到1之间，可避免计算过程中由于反正切值出现正无穷及负无穷而造成的计算结果错误的情况，通过比较d-q轴霍尔电压信号的正负及其绝对值的大小，判断所处的角度区间并用相应的反正切公式计算出待测角度在所处区间中的相对角度θ′，当θ′不在区间范围0°到45°内时需要通过加减周期变换到0°到45°区间范围内，如式(1)所示，即
θ＝θ′±nT，其中T＝45°，n为整数 (1)
当所用的反正切公式为
Figure BDA0002602098730000161
时，角度θ加上所处区间的角度下限θi即可得到标准的实际角度θ0，如式(2)所示；
θ0＝θ+θl (2)
当所用的反正切公式为
Figure BDA0002602098730000162
时，所处区间的角度上限θh减去角度值θ即可得到标准的实际角度θ0，如式(3)所示；
θ0＝θh―θ (3)
下面依据上述规则，详细计算8个区间角度：
区间1：当d轴信号为正，q轴信号为正，且满足|d0|>|q0|时，待测角度处于0～45°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000171
求得，所处区间的角度下限θl＝0°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+0°；
区间2：当d轴信号为正，q轴信号为正，且不满足|d0|>|q0|时，待测角度处于45～90°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000172
求得，所处区间的角度上限θh＝90°，则待测角度的实际标准角度θ0＝90°―θ；
区间3：当d轴信号为负，q轴信号为正，且满足|d0|<|q0|时，待测角度处于90～135°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000173
求得，所处区间的角度上限θh＝135°，则待测角度的实际标准角度θ0＝135°―θ；
区间4：当d轴信号为负，q轴信号为正，且不满足|d0|<|q0|时，待测角度处于135～180°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000174
求得，所处区间的角度下限θl＝135°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+135°；
区间5：当d轴信号为负，q轴信号为负，且满足|d0|>|q0|时，待测角度处于180～225°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000175
求得，所处区间的角度下限θl＝180°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+180°；
区间6：当d轴信号为负，q轴信号为负，且不满足|d0|>|q0|时，待测角度处于225～270°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000176
求得，所处区间的角度上限θh＝270°，则待测角度的实际标准角度θ0＝270°―θ；
区间7：当d轴信号为正，q轴信号为负，且满足|d0|<|q0|时，待测角度处于270～315°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000181
求得，所处区间的角度上限θh＝315°，则待测角度的实际标准角度θ0＝315°―θ；
区间8：当d轴信号为正，q轴信号为负，且不满足|d0|<|q0|时，待测角度处于315～360°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure BDA0002602098730000182
求得，所处区间的角度下限θl＝315°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+315°；
根据上述分区间求角度值的方法就可以制出表格如图4所示；
步骤二、正常工作条件下，利用d-q霍尔采集磁电信号：
温度特性是磁电传感器的重要性能指标之一，环境温度的变化尤其是电子元器件长时间的工作发热导致的温度升高将导致霍尔元件等磁敏传感器的磁感应系数发生变化，从而产生温度漂移造成测量误差，d-q轴电压信号产生温度漂移后可用式(4)进行描述：
Figure BDA0002602098730000183
式中va——霍尔a实际采集到的电压信号；
vb——霍尔b实际采集到的电压信号；
k——霍尔a，b的温漂系数；
温漂前后输出波形图如图5所示；
信号出现温度漂移后，信号实际值vs和准确值v0之间存在偏差，用温度漂移后的实际电压信号vs进行查表一定会存在误差，如图6所示，采用信号vb作为基准进行角度查表，如当前时刻信号的幅值为b′，则由b′进行标准角度查表得到此刻的角度值为θ′，而实际角度值为θ，则存在误差Δθ＝θ―θ′，因此必须进行温漂的修正。
步骤三、利用温漂补偿算法对实际电压信号进行补偿：
定义霍尔传感器的温漂系数k为：
Figure BDA0002602098730000191
式中vs——某角度实际工作状态下信号电压值；
v0——某角度标准状态下信号电压值；
定义温漂补偿系数为K，如果能够满足K＝1/k,则说明K就是实际霍尔电压信号的温漂补偿系数。
下面分8个区间详细阐述温漂补偿算法：
在区间1，即0～45°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va1和Vb1分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a1′和b1′，式子为：
Figure BDA0002602098730000192
以b1′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b1′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a1″，由图7可知，a1″和a1′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000193
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000194
Figure BDA0002602098730000201
在区间2，即45～90°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va2和Vb2分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a2′和b2′，式子为：
Figure BDA0002602098730000202
以a2′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a2′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b2″，由图8可知，b2″和b2′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000203
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000204
在区间3，即90～135°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va3和Vb3分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a3′和b3′，式子为：
Figure BDA0002602098730000205
以a3′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a3′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b3″，由图9可知，b3″和b3′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000211
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000212
在区间4，即135～180°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va4和Vb4分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a4′和b4′，式子为：
Figure BDA0002602098730000213
以b4′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b4′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a4″，由图10可知，a4″和a4′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000214
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000215
Figure BDA0002602098730000221
在区间5，即180～225°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va5和Vb5分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a5′和b5′，式子为：
Figure BDA0002602098730000222
以b5′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b5′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a5″，由图11可知，a5″和a5′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000223
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000224
在区间6，即225～270°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va6和Vb6分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a6′和b6′，式子为：
Figure BDA0002602098730000231
以a6′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a6′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b6″，由图12可知，b6″和b6′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000232
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000233
在区间7，即270～315°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va7和Vb7分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a7′和b7′，式子为：
Figure BDA0002602098730000234
以a7′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a7′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b7″，由图13可知，b7″和b7′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000235
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000241
在区间8，即315～360°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va8和Vb8分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a8′和b8′，式子为：
Figure BDA0002602098730000242
以b8′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b8′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a8″，由图14可知，a8″和a8′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure BDA0002602098730000243
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure BDA0002602098730000244
式(8)、(11)、(14)、(17)、(20)、(23)、(26)、(29)都可以写成式(30)
Figure BDA0002602098730000251
下面通过归纳法证明递推序列收敛且极限存在。
因为K0＝1，当k＞1情况下，有
Figure BDA0002602098730000252
所以
K1＜K0 (32)
如对于第i迭代有
Ki+1＜Ki (33)
则不等式两边同乘以系数k并加1有
Ki+1×k+1＜Ki×k+1 (34)
因此
Figure BDA0002602098730000253
即
Ki+2＜Ki+1 (36)
所以序列(30)是严格单调递减。
因为
Figure BDA0002602098730000254
假定第i次修正系数Ki满足
Figure BDA0002602098730000255
则有
Figure BDA0002602098730000261
所以序列(30)有下界。
综上分析可知，序列(30)是严格单调递减且同时存在下限，根据极限存在准则可知序列收敛。当k＜1情况，同理可证序列收敛。
令序列的极限为K，即
Figure BDA0002602098730000262
则有
Figure BDA0002602098730000263
得
K×k＝1 (42)
所以
Figure BDA0002602098730000264
上述分析表明温度漂移修正系数Ki收敛于温漂系数k的倒数1/k，所以将实际采样查表相电压信号乘以修正系数Ki进行角度查表能进行电压信号温度漂移的修正。
为了测试温漂修正的正确性和对温度变化修正的快速响应性，对提出的修正算法进行数值仿真。假定传感器工作环境给定k＝1.7的温漂阶跃(取一偏移较大的情况进行仿真，但从霍尔特性可知不可能出现如此大的温度突变)，此时
Figure BDA0002602098730000265
修正算法模型为(30)，观测各迭代步数下修正系数Ki的响应输出得到如图15所示，其对应曲线如图16所示；
从仿真结果可以分析出，即使对于一个突变的温漂激励，所提出的修正算法能够快速进行自适应补偿，只需要进行10次迭代修正计算就基本跟踪上目标值然后保持稳定，而传感器每次计算周期不足8us，因此表现出很强的自适应性和快速响应性，也即传感器在系统上电瞬间就能完成修正过程。并且实际工作状态下，霍尔器件工作表面有效作用温度也是逐渐上升的不会出现阶跃状态，因此算法能表现出很强的跟随性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种两霍尔磁电编码器及其角度值温漂补偿方法，本方法应用于一种两霍尔磁电编码器，它由磁电编码器(1)、电机(2)、电机主轴前端(3)、螺钉(4)、电机主轴末端(5)五部分组成，所述的磁电编码器(1)通过六个螺钉(4)安装在电机(2)的末端；所述的磁电编码器(1)由信号解算板(1-1)、单对极霍尔a(1-2-1)、单对极霍尔b(1-2-2)、单对极磁钢(1-3)、编码器外壳(1-4)、螺钉孔(1-5)、编码器走线孔(1-6)七部分组成，单对极磁钢(1-3)胶接在电机主轴末端(5)上，信号解算板(1-1)胶接在编码器外壳(1-4)的底部，单对极霍尔a(1-2-1)和单对极霍尔b(1-2-2)采用焊锡焊接在信号解算板(1-1)上，编码器外壳通过螺钉(4)和螺钉孔(1-5)安装在电机(2)上；
其特征在于：所述方法的具体实现过程为：
步骤一、在恒温状态下，依据d-q霍尔采用反正切算法进行分区间制表：
磁电编码器采用环形的单对极磁钢作为电压信号的发生元件，单对极磁钢粘接在电机主轴末端上，当主轴转动时，单对极磁钢随着主轴转动并产生正弦磁场，单对极霍尔a和单对极霍尔b间隔90°采用焊锡焊接在信号解算板上，信号解算板粘接在编码器外壳的底端，霍尔元件的位置正对着磁钢，由此利用霍尔元件对磁电模拟信号进行采集，两路霍尔电压信号经过模数转换解算出d-q轴磁电信号；
单对极霍尔a和单对极霍尔b采集到两个相位相差90°的电压信号；
由于此时是在恒温状态下测量，所以横轴表示标准角度值θ0，记d0和q0分别为霍尔a和霍尔b采集到的电压幅值，下面采用反正切算法进行分区间制表：
将整个圆周划分为8个区间，每个小区间的角度范围在0°到45°之间，反正切值在0到1之间，可避免计算过程中由于反正切值出现正无穷及负无穷而造成的计算结果错误的情况，通过比较d-q轴霍尔电压信号的正负及其绝对值的大小，判断所处的角度区间并用相应的反正切公式计算出待测角度在所处区间中的相对角度θ′，当θ′不在区间范围0°到45°内时需要通过加减周期变换到0°到45°区间范围内，如式(1)所示，即
θ＝θ′±nT，其中T＝45°，n为整数 (1)
当所用的反正切公式为
Figure FDA0002602098720000021
时，角度θ加上所处区间的角度下限θi即可得到标准的实际角度θ0，如式(2)所示；
θ0＝θ+θl (2)
当所用的反正切公式为
Figure FDA0002602098720000022
时，所处区间的角度上限θh减去角度值θ即可得到标准的实际角度θ0，如式(3)所示；
θ0＝θh―θ (3)
下面依据上述规则，详细计算8个区间角度：
区间1：当d轴信号为正，q轴信号为正，且满足|d0|>|q0|时，待测角度处于0～45°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000023
求得，所处区间的角度下限θl＝0°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+0°；
区间2：当d轴信号为正，q轴信号为正，且不满足|d0|>|q0|时，待测角度处于45～90°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000024
求得，所处区间的角度上限θh＝90°，则待测角度的实际标准角度θ0＝90°―θ；
区间3：当d轴信号为负，q轴信号为正，且满足|d0|<|q0|时，待测角度处于90～135°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000025
求得，所处区间的角度上限θh＝135°，则待测角度的实际标准角度θ0＝135°―θ；
区间4：当d轴信号为负，q轴信号为正，且不满足|d0|<|q0|时，待测角度处于135～180°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000031
求得，所处区间的角度下限θl＝135°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+135°；
区间5：当d轴信号为负，q轴信号为负，且满足|d0|>|q0|时，待测角度处于180～225°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000032
求得，所处区间的角度下限θl＝180°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+180°；
区间6：当d轴信号为负，q轴信号为负，且不满足|d0|>|q0|时，待测角度处于225～270°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000033
求得，所处区间的角度上限θh＝270°，则待测角度的实际标准角度θ0＝270°―θ；
区间7：当d轴信号为正，q轴信号为负，且满足|d0|<|q0|时，待测角度处于270～315°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000034
求得，所处区间的角度上限θh＝315°，则待测角度的实际标准角度θ0＝315°―θ；
区间8：当d轴信号为正，q轴信号为负，且不满足|d0|<|q0|时，待测角度处于315～360°之间，待测角度在该区间内的角度θ可由
Figure FDA0002602098720000035
求得，所处区间的角度下限θl＝315°，则待测角度的实际标准角度θ0＝θ+315°；
根据上述分区间求角度值的方法就可以制出表格；
步骤二、正常工作条件下，利用d-q霍尔采集磁电信号：
温度特性是磁电传感器的重要性能指标之一，环境温度的变化尤其是电子元器件长时间的工作发热导致的温度升高将导致霍尔元件等磁敏传感器的磁感应系数发生变化，从而产生温度漂移造成测量误差，d-q轴电压信号产生温度漂移后可用式(4)进行描述：
Figure FDA0002602098720000041
式中va——霍尔a实际采集到的电压信号；
vb——霍尔b实际采集到的电压信号；
k——霍尔a，b的温漂系数；
可得温漂前后输出波形图；
电压信号出现温度漂移后，信号实际值vs和准确值v0之间存在偏差，用温度漂移后的实际电压信号vs进行查表一定会存在误差，采用信号vb作为基准进行角度查表，如当前时刻电压信号的幅值为b′，则由b′进行标准角度查表得到此刻的角度值为θ′，而实际角度值为θ，则存在误差Δθ＝θ―θ′，因此必须进行温漂的修正；
步骤三、利用温漂补偿算法对实际磁电信号进行补偿：
定义霍尔传感器的温漂系数k为：
Figure FDA0002602098720000042
式中vs——某角度实际工作状态下信号电压值；
v0——某角度标准状态下信号电压值；
定义温漂补偿系数为K，如果能够满足K＝1/k,则说明K就是实际霍尔电压信号的温漂补偿系数；
下面分8个区间详细阐述温漂补偿算法：
在区间1，即0～45°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va1和Vb1分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表电压信号a1′和b1′，式子为：
Figure FDA0002602098720000051
以b1′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b1′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a1″，由图7可知，a1″和a1′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000052
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000053
在区间2，即45～90°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va2和Vb2分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a2′和b2′，式子为：
Figure FDA0002602098720000054
以a2′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a2′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b2″，由图8可知，b2″和b2′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000055
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000061
在区间3，即90～135°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va3和Vb3分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a3′和b3′，式子为：
Figure FDA0002602098720000062
以a3′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a3′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b3″，由图9可知，b3″和b3′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000063
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000064
在区间4，即135～180°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va4和Vb4分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a4′和b4′，式子为：
Figure FDA0002602098720000071
以b4′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b4′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a4″，由图10可知，a4″和a4′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000072
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000073
在区间5，即180～225°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va5和Vb5分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a5′和b5′，式子为：
Figure FDA0002602098720000074
以b5′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b5′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a5″，由图11可知，a5″和a5′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000081
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000082
在区间6，即225～270°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va6和Vb6分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a6′和b6′，式子为：
Figure FDA0002602098720000083
以a6′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a6′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b6″，由图12可知，b6″和b6′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000084
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000085
Figure FDA0002602098720000091
在区间7，即270～315°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va7和Vb7分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a7′和b7′，式子为：
Figure FDA0002602098720000092
以a7′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时a7′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值b7″，由图13可知，b7″和b7′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000093
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000094
在区间8，即315～360°区间，令K的初始值K0＝1，第i次运算时，霍尔a和霍尔b采集的两路实际电压信号Va8和Vb8分别乘以温漂系数Ki后得到修正后的查表信号a8′和b8′，式子为：
Figure FDA0002602098720000095
以b8′作为基准去查角度表可以得到当前时刻的角度值为θ′,同时b8′作为基准还可以查出当前时刻对应的标准状态下的修正值a8″，由图14可知，a8″和a8′分别处在修正相值v0的两边，取
Figure FDA0002602098720000101
由此可得补偿系数Ki+1为
Figure FDA0002602098720000102
式(8)、(11)、(14)、(17)、(20)、(23)、(26)、(29)都可以写成式(30)
Figure FDA0002602098720000103
下面通过归纳法证明递推序列收敛且极限存在；
因为K0＝1，当k＞1情况下，有
Figure FDA0002602098720000104
所以
K1＜K0 (32)
如对于第i迭代有
Ki+1＜Ki (33)
则不等式两边同乘以系数k并加1有
Ki+1×k+1＜Ki×k+1 (34)
因此
Figure FDA0002602098720000111
即
Ki+2＜Ki+1 (36)
所以序列(30)是严格单调递减；
因为
Figure FDA0002602098720000112
假定第i次修正系数Ki满足
Figure FDA0002602098720000113
则有
Figure FDA0002602098720000114
所以序列(30)有下界；
综上分析可知，序列(30)是严格单调递减且同时存在下限，根据极限存在准则可知序列收敛；当k＜1情况，同理可证序列收敛；
令序列的极限为K，即
Figure FDA0002602098720000115
则有
Figure FDA0002602098720000116
得
K×k＝1 (42)
所以
Figure FDA0002602098720000121
上述分析表明温度漂移修正系数Ki收敛于温漂系数k的倒数1/k，所以将实际采样查表相电压信号乘以修正系数Ki进行角度查表能进行电压信号温度漂移的修正。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112781484A (zh) * 2020-12-22 2021-05-11 广州极飞科技股份有限公司 线性霍尔传感器的转子角度校准方法及装置、电子设备
CN112787555A (zh) * 2021-01-27 2021-05-11 珠海格力电器股份有限公司 霍尔元件温度漂移校正方法、电机及其控制方法、电器及计算机可读存储介质
CN112858980A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 国家电网有限公司华东分部 一种采样和大数据结合的关口计量异常诊断方法
CN113029222A (zh) * 2021-03-08 2021-06-25 深圳市昂霸科技有限公司 一种用于磁编码器的校准方法，装置和磁编码器
CN113916265A (zh) * 2021-09-23 2022-01-11 苏州直为精驱控制技术有限公司 用于永磁同步直线电机的霍尔位置传感信号的处理方法
CN114070163A (zh) * 2021-12-01 2022-02-18 深圳市优必选科技股份有限公司 电机的控制方法、电机的控制装置及电机的控制模块
CN114593752A (zh) * 2022-05-10 2022-06-07 天津七一二移动通信有限公司 具备零点温漂补偿机制的agv磁导航传感器及实现方法
CN116772904A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 杭州辰控智能控制技术有限公司 一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统
WO2024113450A1 (zh) * 2022-12-02 2024-06-06 赛卓电子科技(上海)股份有限公司 磁编码器的校正方法、装置及磁编码器

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813710A (zh) * 2010-03-26 2010-08-25 浙江大学 一种改善微加速度计温度漂移性能的方法
CN101876558A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 浙江关西电机有限公司 位置检测装置及其信号处理装置和方法
CN102052991A (zh) * 2010-11-23 2011-05-11 东莞市百赛仪器有限公司 一种压力传感器温度补偿系数的设置方法
CN103066912A (zh) * 2012-11-27 2013-04-24 上海大学 采用静态补偿定子磁链模型的异步电机动态效率测试方法
CN203224470U (zh) * 2013-05-20 2013-10-02 哈尔滨理工大学 热导式甲烷传感器温度漂移补偿电路
US20140015457A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Kia Motors Corporation System and method for calibrating offset of motor resolver
CN103616550A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 河北工业大学 巨磁阻电流传感器
CN103837169A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 哈尔滨工业大学 用于磁电编码器的自校正装置和方法以及磁电编码器
CN107529384B (zh) * 2013-07-12 2016-05-11 上海新跃仪表厂 基于线性霍尔元件的微飞轮测速方法及装置
CN106872912A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 哈尔滨理工大学 一种基于温度补偿高灵敏度远距离光纤磁场传感装置
CN107607037A (zh) * 2017-09-18 2018-01-19 哈尔滨理工大学 一种基于反正切跨区间制表法的磁电编码器标定方法
CN108088476A (zh) * 2017-05-14 2018-05-29 张洪国 一种抑制干扰与温漂的霍尔信号采样磁电编码器
CN207515803U (zh) * 2017-08-30 2018-06-19 北京时代民芯科技有限公司 一种宽温度范围的多圈磁电编码器
CN108871181A (zh) * 2018-05-07 2018-11-23 哈尔滨理工大学 一种多对极磁电编码器动态多窗口区间预测角度细分方法
CN109099938A (zh) * 2018-07-04 2018-12-28 哈尔滨理工大学 基于极数查表的角度区间扫描角度值跳点抑制方法及装置
CN110542870A (zh) * 2019-08-08 2019-12-06 宁波中车时代传感技术有限公司 一种霍尔传感器集成芯片中灵敏度和零点温漂的补偿电路及其补偿方法
CN110631474A (zh) * 2019-11-04 2019-12-31 重庆市亿飞智联科技有限公司 电机校准系统、方法、装置、控制器及存储介质
TW202017304A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 國立成功大學 永磁馬達控制系統及其方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101876558A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 浙江关西电机有限公司 位置检测装置及其信号处理装置和方法
CN101813710A (zh) * 2010-03-26 2010-08-25 浙江大学 一种改善微加速度计温度漂移性能的方法
CN102052991A (zh) * 2010-11-23 2011-05-11 东莞市百赛仪器有限公司 一种压力传感器温度补偿系数的设置方法
US20140015457A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Kia Motors Corporation System and method for calibrating offset of motor resolver
CN103066912A (zh) * 2012-11-27 2013-04-24 上海大学 采用静态补偿定子磁链模型的异步电机动态效率测试方法
CN203224470U (zh) * 2013-05-20 2013-10-02 哈尔滨理工大学 热导式甲烷传感器温度漂移补偿电路
CN107529384B (zh) * 2013-07-12 2016-05-11 上海新跃仪表厂 基于线性霍尔元件的微飞轮测速方法及装置
CN103616550A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 河北工业大学 巨磁阻电流传感器
CN103837169A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 哈尔滨工业大学 用于磁电编码器的自校正装置和方法以及磁电编码器
CN106872912A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 哈尔滨理工大学 一种基于温度补偿高灵敏度远距离光纤磁场传感装置
CN108088476A (zh) * 2017-05-14 2018-05-29 张洪国 一种抑制干扰与温漂的霍尔信号采样磁电编码器
CN207515803U (zh) * 2017-08-30 2018-06-19 北京时代民芯科技有限公司 一种宽温度范围的多圈磁电编码器
CN107607037A (zh) * 2017-09-18 2018-01-19 哈尔滨理工大学 一种基于反正切跨区间制表法的磁电编码器标定方法
CN108871181A (zh) * 2018-05-07 2018-11-23 哈尔滨理工大学 一种多对极磁电编码器动态多窗口区间预测角度细分方法
CN109099938A (zh) * 2018-07-04 2018-12-28 哈尔滨理工大学 基于极数查表的角度区间扫描角度值跳点抑制方法及装置
TW202017304A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 國立成功大學 永磁馬達控制系統及其方法
CN110542870A (zh) * 2019-08-08 2019-12-06 宁波中车时代传感技术有限公司 一种霍尔传感器集成芯片中灵敏度和零点温漂的补偿电路及其补偿方法
CN110631474A (zh) * 2019-11-04 2019-12-31 重庆市亿飞智联科技有限公司 电机校准系统、方法、装置、控制器及存储介质

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TONG FENG 等: "Development of a Fault-Tolerant Permanent-Magnet Synchronous Motor", 《IEEE ACCESS》 *
刘杰等: "基于DSP的正弦永磁同步电机位置控制系统设计", 《电力电子》 *
李丽霞: "基于线性型霍尔元件的伺服定位控制与仿真", 《计算机仿真》 *
李红梅等: "PMSM驱动系统位置传感器故障在线诊断与自适应容错控制", 《电工技术学报》 *
王磊: "基于自适应传感器的交流伺服系统前馈控制研究", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
赵亚南: "面向位标器框架平台的单磁极式磁电编码器", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *
郝双晖等: "绝对式多极磁电轴角编码器的设计", 《光学精密工程》 *
郝双晖等: "过采样提高单对磁极编码器分辨率", 《微特电机》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112781484A (zh) * 2020-12-22 2021-05-11 广州极飞科技股份有限公司 线性霍尔传感器的转子角度校准方法及装置、电子设备
CN112858980A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 国家电网有限公司华东分部 一种采样和大数据结合的关口计量异常诊断方法
CN112787555A (zh) * 2021-01-27 2021-05-11 珠海格力电器股份有限公司 霍尔元件温度漂移校正方法、电机及其控制方法、电器及计算机可读存储介质
CN113029222A (zh) * 2021-03-08 2021-06-25 深圳市昂霸科技有限公司 一种用于磁编码器的校准方法，装置和磁编码器
CN113916265A (zh) * 2021-09-23 2022-01-11 苏州直为精驱控制技术有限公司 用于永磁同步直线电机的霍尔位置传感信号的处理方法
CN114070163A (zh) * 2021-12-01 2022-02-18 深圳市优必选科技股份有限公司 电机的控制方法、电机的控制装置及电机的控制模块
CN114070163B (zh) * 2021-12-01 2024-05-14 深圳市优必选科技股份有限公司 电机的控制方法、电机的控制装置及电机的控制模块
CN114593752A (zh) * 2022-05-10 2022-06-07 天津七一二移动通信有限公司 具备零点温漂补偿机制的agv磁导航传感器及实现方法
CN114593752B (zh) * 2022-05-10 2022-09-16 天津七一二移动通信有限公司 具备零点温漂补偿机制的agv磁导航传感器及实现方法
WO2024113450A1 (zh) * 2022-12-02 2024-06-06 赛卓电子科技(上海)股份有限公司 磁编码器的校正方法、装置及磁编码器
CN116772904A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 杭州辰控智能控制技术有限公司 一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统
CN116772904B (zh) * 2023-08-22 2024-06-11 杭州辰控智能控制技术有限公司 一种磁编码器的信号补偿方法、磁编码器及标定系统

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