CN112985325B - 正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质，涉及传感器的技术领域，包括：先获取正余弦编码器的正余弦信号，并将正余弦信号转换为方波信号；然后对方波信号进行计数，得到计数值，并根据计数值得到正余弦编码器的粗分位置信息；再根据方波信号确定正余弦信号的目标所属区间，进而根据正余弦信号和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息；最后根据细分位置信息和粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息。本发明通过用于计算粗分位置信息的方波信号来确定正余弦信号的目标所属区间，能够保证细分位置信息与粗分位置信息的区间一致，消除了混叠现象。

Description

正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质。

背景技术

现有的位置解码方法在求取正弦编码器的位置时，通常采用粗分和细分相结合的方法。其中，粗分和细分必须配合准确，否则会引起混叠现象，造成位置计算误差。现有技术并未给出如何避免混叠现象，进而减小位置计算误差的有效解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质，以缓解现有技术中存在的由混叠现象导致的位置计算误差大的技术问题。

第一方面，本发明提供的一种正余弦编码器的位置解码方法，其中，包括：获取正余弦编码器的正余弦信号，并将所述正余弦信号转换为方波信号；对所述方波信号进行计数，得到计数值，并根据所述计数值得到所述正余弦编码器的粗分位置信息；根据所述方波信号确定所述正余弦信号的目标所属区间；根据所述正余弦信号和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息；根据所述细分位置信息和所述粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息。

进一步的，根据所述正余弦信号和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息，包括：对所述正余弦信号进行采样，得到采样值；所述采样值为所述正余弦信号的幅值；根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息。

进一步的，根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息，包括：根据所述采样值计算所述正余弦编码器的初始细分位置信息；利用所述目标所属区间对所述初始细分位置信息进行修正，得到所述正余弦编码器的细分位置信息。

进一步的，根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息，包括：利用所述目标所属区间对所述采样值进行修正，得到修正的采样值；根据所述修正的采样值计算所述正余弦编码器的细分位置信息。

进一步的，根据所述细分位置信息和所述粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息，包括：将所述细分位置信息和所述粗分位置信息的相加结果确定为所述正余弦编码器的目标位置信息。

第二方面，本发明提供的一种正余弦编码器的位置解码装置，其中，包括：信号调理单元，用于获取正余弦编码器的正余弦信号；过零比较单元，用于将所述正余弦信号转换为方波信号；脉冲计数单元，用于对所述方波信号进行计数，得到计数值；粗分位置计算单元，用于根据所述计数值得到所述正余弦编码器的粗分位置信息；区间确定单元，用于根据所述方波信号确定所述正余弦信号的目标所属区间；细分位置计算单元，用于根据所述正余弦信号和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息；目标位置计算单元，用于根据所述细分位置信息和所述粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息。

进一步的，细分位置计算单元包括：模数转换子单元，用于对所述正余弦信号进行采样，得到采样值；所述采样值为所述正余弦信号的幅值；细分位置计算子单元，用于根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息。

进一步的，所述区间确定单元包括：与所述过零比较单元相连的电平采集单元，以及与细分位置计算子单元相连的区间判断单元。

进一步的，装置还包括：脉冲计数读取单元，用于读取所述计数值，并将所述计数值发送至所述粗分位置计算单元；同步控制单元，用于产生同步信号，以控制所述脉冲计数读取单元、所述电平采集单元、所述模数转换子单元同步工作。

第三方面，本发明提供的另一种正余弦编码器的位置解码方法，其中，包括：获取正余弦编码器的正余弦信号，并将所述正余弦信号转换为方波信号；对所述方波信号进行计数，得到计数值；根据所述方波信号确定所述正余弦信号的粗分位置区间；根据所述正余弦信号确定所述正余弦信号的细分位置区间；对所述粗分位置区间和所述细分位置区间进行比对，得到比对结果；根据所述比对结果对所述计数值进行调整，得到目标计数值；根据所述目标计数值确定所述正余弦编码器的目标粗分位置信息；根据所述正余弦信号确定所述正余弦编码器的初始细分位置信息；根据所述初始细分位置信息和所述目标粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息。

第四方面，本发明还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其中，所述程序代码使所述处理器执行所述的正余弦编码器的位置解码方法。

本发明提供的一种正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质，先获取正余弦编码器的正余弦信号，并将正余弦信号转换为方波信号；然后对方波信号进行计数，得到计数值，并根据计数值得到正余弦编码器的粗分位置信息；再根据方波信号确定正余弦信号的目标所属区间，进而根据正余弦信号和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息；最后根据细分位置信息和粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息。本发明通过用于计算粗分位置信息的方波信号来确定正余弦信号的目标所属区间，进而确定细分位置信息的有效性，能够保证细分位置信息与粗分位置信息的区间一致，消除了混叠现象，进而可以确保得到精准的目标位置信息。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为正余弦编码器的功能示意图；

图2为正余弦编码器发生混叠现象的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种正余弦编码器的位置解码装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的再一种正余弦编码器的位置解码装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的另一种正余弦编码器的位置解码方法的流程图。

图标：

10-信号调理单元；20-过零比较单元；30-脉冲计数单元；40-粗分位置计算单元；50-区间确定单元；51-电平采集单元；52-区间判断单元；521-第一区间判断单元；522-第二区间判断单元；60-细分位置计算单元；61-模数转换子单元；62-细分位置计算子单元；621-细分位置计算模块；622-细分位置修正模块；623-采样值修正模块；70-目标位置计算单元；80-脉冲计数读取单元；90-同步控制单元；100-脉冲计数调整单元。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，正余弦编码器旋转一圈，会输出N个两路相位相差90度的正弦信号A和余弦信号B，其中N为正余弦编码器的脉冲数。在正余弦编码器转到固定位置时，还会输出一个参考脉冲R，每圈产生一个，可以用来标定绝对位置，即用来零位标记。相比于方波输出的增量式编码器，正弦信号A、余弦信号B的幅值共同提供了更高精度的位置信息，这使得正余弦编码器在高精度伺服控制、高精度转矩控制等领域应用广泛。

现有技术在求取正弦编码器的精确位置时，通常采用粗分法和细分法相结合的方法。粗分法依靠对正弦信号A、余弦信号B进行计数的方式来获取低精度位置信息，先利用过零比较电路将正余弦信号（正弦信号A和余弦信号B的简称）转化为方波信号，然后对其上升沿和下降沿分别计数，获得脉冲数四倍频的位置计数信息。细分法利用正余弦信号的幅值来获取两个计数脉冲之间高精确位置信息，细分法常用的方法有反正切计算法、近似线性法、CORDIC变换法，闭环跟踪法等。现有技术将细分法得到的高精确位置信息位置除以N，再加上粗分法得到的低精度位置信息就可获得正余弦编码器的精确位置。

然而粗分法和细分法必须配合准确，否则会引起混叠现象，造成位置计算误差。如图2所示，ASIN、BCOS分别表示正弦信号A、余弦信号B；APULSE表示与正弦信号A对应的方形波，BPULSE表示与正弦信号B对应的方形波，细分计算位置表示细分法得到的高精确位置信息位置，粗分计算位置表示粗分法得到的低精度位置信息。理想情况下，当粗分法检测到方波脉冲跳边沿，计数值增加1时，相应的细分法计算的位置也应该发生从

到0的跳变。但是实际中受粗分法的过零比较电路与细分法的模数转换电路存在零漂，粗分法读取计数脉冲时刻和细分法模数转换采样时刻存在差异等因素影响，可能粗分法计数值已经增加了1，但是细分法计算出的细分角度还没有发生从

到0跳变，这将导致计算的编码器位置（即正余弦编码器位置的简称）多出一个粗分间隔的误差；或者粗分法计数值尚未增加1，但是细分法计算出的细分角度已经发生了从

到0跳变，这将导致计算的编码器位置少一个粗分间隔的误差。

在常规的低速应用中，单位时间内正余弦编码器产生的脉冲数相对较少，所以发生混叠这种情况的概率较低，同时位置解码频率较高，相邻两次解码间隔内正余弦编码器转过的位置较小，因此混叠引起的位置误差比较明显，这种低频次、高幅值的毛刺可以通过算法识别出来并修正。但在高速、超高速的应用场合，脉冲频率高，且混叠发生几率很大，同时相邻两次解码间隔内正余弦编码器转过的角度较大，混叠引起的位置误差相较于整体来说位置变化量非常的小，因此这种高频次、极小幅值的误差很难通过算法正确识别。

基于此，本发明的目的在于提供一种正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质，不但能够在常规的低速应用中，快速识别、修正这种低频次、高幅值的毛刺，还能够正确识别出高频次、极小幅值的误差。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种正余弦编码器的位置解码装置进行详细描述。

实施例1：

图3为本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码装置的结构示意图。如图3所示，该正余弦编码器的位置解码装置，包括：信号调理单元10、过零比较单元20、脉冲计数单元30、粗分位置计算单元40、区间确定单元50、细分位置计算单元60和目标位置计算单元70，其中：

信号调理单元10，用于获取正余弦编码器的正余弦信号；

过零比较单元20，用于将正余弦信号转换为方波信号；

脉冲计数单元30，用于对方波信号进行计数，得到计数值；

粗分位置计算单元40，用于根据计数值得到正余弦编码器的粗分位置信息；

区间确定单元50，用于根据方波信号确定正余弦信号的目标所属区间；

细分位置计算单元60，用于根据正余弦信号和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息；

目标位置计算单元70，用于根据细分位置信息和粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息。也就是说，目标位置计算单元70将细分位置信息和粗分位置信息的相加结果确定为正余弦编码器的目标位置信息。

对上述几个单元、子单元和模块分别进行以下详细描述：

信号调理单元10用来将正余弦编码器输出的差分形式的正余弦信号转化为单端形式的正余弦信号（即图3中的ASIN和BCOS），并进行低通滤波，输出滤波后的正余弦信号给过零比较单元20和模数转换子单元61。需要注意的是，与信号调理单元10相关的电路结构在此处不作详述。

过零比较单元20用来将经滤波后的正余弦信号转化为方波信号，输出给脉冲计数单元30和电平采集单元51。需要注意的是，与过零比较单元20相关的电路结构在此处不作详述。

脉冲计数单元30用来对方波信号的上升沿和下降沿进行计数，该单元的功能可采用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）来实现，也可以利用DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）自带的QEP（Quadrature Encoder Pulse，正交编码脉冲电路）模块等成熟外设。

粗分位置计算单元40根据脉冲计数值（即上述计数值）来计算正余弦编码器的粗分位置信息，该粗分位置信息用于表示相对位置的粗分量。

区间确定单元50是本发明实施例的重点单元，包括与过零比较单元20相连的电平采集单元51和与下述细分位置计算子单元62相连的区间判断单元52，电平采集单元51在接收到下述同步控制单元90发送的同步信号后，对两路方波信号的电平值进行采集并输出给区间判断单元52。本发明实施例将电平采集功能专门从区间判断单元52中分离出来，设为一个独立的单元，使其功能简单，也容易利用硬件实现，有利于实现同步控制。

区间判断单元52是根据方波信号输出的高低电平来判断正余弦信号的目标所属区间，并将所述目标所属区间输出给细分位置修正模块622。上述所述目标所属区间还可以称为粗分位置区间。上述所述目标所属区间可以分为4个区间，区间1、区间2、区间3和区间4，上述区间分别对应第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。目标所属区间为求解细分位置信息所用的正余弦信号的理想区间。记A、B两路方波信号的电平值为APULSE和BPULSE，判断正余弦信号的目标所属区间的具体实现方法如下：1）若APULSE>0，BPULSE>0，则说明正余弦信号在第一象限，输出数字1；2）若APULSE>0，BPULSE=0，则说明正余弦信号在第二现象，输出数字2；3）若APULSE=0，BPULSE=0，则说明正余弦信号在第三象限，输出数字3；4）若APULSE=0，BPULSE>0，则说明正余弦信号在第四现象，输出数字4。

目标位置计算单元70，利用粗分位置信息和细分位置信息计算最终的目标位置信息。记正余弦编码器的目标位置信息为

，粗分位置信息为

，细分位置信息为

，正余弦编码器的目标位置信息的计算公式如下：

其中，

为下述目标细分角度，N为正余弦编码器的脉冲数。

由于粗分法和细分法必须配合准确，否则会引起混叠现象，造成位置计算误差，针对上述技术问题，本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码装置，通过区间确定单元50根据用于计算粗分位置信息的方波信号来确定正余弦信号的目标所属区间，能够保证细分位置信息与粗分位置信息的区间一致，消除了混叠现象。

在一个可选的实施例中，如图3所示，细分位置计算单元60包括：模数转换子单元61和细分位置计算子单元62，其中：

模数转换子单元61，用于对正余弦信号进行采样，得到采样值；采样值为正余弦信号的幅值；

细分位置计算子单元62，用于根据采样值和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息。

模数转换子单元61在接收到同步控制单元90发送的同步信号后对正余弦信号进行采样，将模拟量形式的正余弦信号转换为相应的数字（该数字表示正余弦信号的幅值），并将数字输出给细分位置计算模块621。将模数转换功能从细分位置计算模块621中分离出来，设为一个独立的单元，使其功能简单，也容易利用硬件实现，有利于实现同步控制。

在一个可选的实施例中，如图3所示，该正余弦编码器的位置解码装置，还包括：脉冲计数读取单元80和同步控制单元90，其中：

脉冲计数读取单元80，用于读取计数值，并将计数值发送至粗分位置计算单元40；

同步控制单元90，用于产生同步信号，以控制脉冲计数读取单元80、电平采集单元51、模数转换子单元61同步工作。

在本发明实施例中，脉冲计数读取单元80在接到同步控制单元90发送的同步信号后对脉冲计数单元30的计数值进行读取，并输出给粗分位置计算单元40。本发明实施例将脉冲计数读取功能从粗分位置计算单元40中分离出来，设为一个独立的单元，使其功能单一，容易利用硬件实现，有利于实现同步控制。

同步控制单元90连接脉冲计数读取单元80、电平采集单元51、模数转换子单元61，确保三者同步。脉冲计数值、区间信息（即正余弦信号的目标所属区间）以及正余弦信号的幅值为同一时刻的数据，才能保证计算目标细分角度的准确性。当需要计算正余弦编码器的目标位置信息时，同步控制单元90输出一个同步信号，同时启动脉冲计数读取、脉冲信号电平采集、ADC采样，以减少时间不一致引起的差异。由于脉冲计数读取单元80、电平采集单元51、模数转换子单元61的功能都非常简单，因此可以利用DSP的外设或者FPGA以硬件方式实现，并行执行，做到完全同步，也可以在软件中断中顺序执行，每个功能单元只占用1-2条指令周期，同步性也非常好。

总之，将脉冲计数读取、电平采集、模数转换分离成独立的单元，每个单元的功能都非常简单，可以用硬件实现，并行执行，或者在软件中断中消耗很少的指令周期顺序执行，为同步性提供了基础。本发明实施例设置了同步控制单元90，确保上述三个单元的执行在时间上同步，消除了时间不一致引起的混叠因素和误差。

在一个可选的实施例中，如图3所示，细分位置计算子单元62包括：细分位置计算模块621和细分位置修正模块622，其中：

细分位置计算模块621，用于根据采样值计算正余弦编码器的初始细分位置信息。在本发明实施例中，细分位置计算模块621根据采样得到的正余弦信号的幅值计算初始细分位置信息（该初始细分位置信息表示与上述幅值对应的初始细分角度与N的相除结果），并输出给细分位置修正模块622，细分位置计算模块621所采用的方法可以采用反正切计算法、近似线性化法、CORDIC变化法、闭环跟踪法等。

细分位置修正模块622，用于利用目标所属区间对初始细分位置信息进行修正，得到正余弦编码器的细分位置信息。具体的，滤波后的正余弦信号包括正弦信号A和余弦信号B。由于正弦信号A、余弦信号B均属于增量式信号，因此本发明实施例利用正弦信号A、余弦信号B计算出的细分位置信息为相对位置，可用来测速。对于需要计算绝对位置的场合，可利用该细分位置信息和正余弦编码器参考脉冲R产生时刻的绝对位置来计算任意时刻的绝对位置。

细分位置修正模块622根据区间信息，对细分位置计算模块621输出的初始细分位置信息进行修正。具体方法如下：

若区间信息为1，则说明与粗分法相对应的细分位置信息应该位于第一象限，此时计算出的初始细分位置信息所表示的位置在理想情况下应在第一象限（

）,但是由于混叠现象存在，实际计算出的初始细分位置信息所表示的位置可能在第四象限（略小于

）或第二象限（略大于

）。

本发明实施例提供了下述第一修正策略，按照如下第一修正策略可知：若初始细分位置信息略小于

，应将其修正为0；若初始细分位置信息略大于

，应将其修正为

。其他区间分析类似。设

为细分位置计算模块621计算出的初始细分位置信息，

为细分位置修正模块622修正后的细分位置信息，第一修正策略如下：

区间1：

若

，则

；

若

，则

；

若

，则

。

区间2：

若

，则

；

若

，则

；

若

，则

。

区间3：

若

，则

；

若

，则

；

若

，则

。

区间4：

若

，则

；

若

，则

；

若

，则

。

在执行上述第一修正策略时，实际上暗含了对目标所属区间（即粗分位置区间）与细分位置区间的比较。其中，初始细分位置信息与细分位置区间相对应，而细分位置信息与粗分位置信息均与目标所属区间相对应，如果同一正余弦信号的粗分位置区间与细分位置区间一致，那么初始细分位置信息即为最终的细分位置信息；如果同一正余弦信号的粗分位置区间与细分位置区间不一致，那么就需要通过粗分位置区间来对初始细分位置信息的大小进行修正，修正后得到的数值为最终的细分位置信息。

综上所述，本发明实施例提出的一种正余弦编码器的位置解码装置，如图3所示，可以包括信号调理单元10、过零比较单元20、脉冲计数单元30、脉冲计数读取单元80、粗分位置计算单元40、模数转换子单元61、细分位置计算模块621、电平采集单元51、区间判断单元52、细分位置修正模块622、同步控制单元90、目标位置计算单元70。本发明实施例设置了电平采集单元51、区间判断单元52和细分位置修正模块622，利用粗分法的脉冲信号电平作为依据，来判断与粗分位置信息相对应的正余弦信号的目标所属区间，进而对细分法计算出初始细分位置信息进行修正，保证了细分位置信息和粗分位置信息绝对同处于同一区间，可以有效杜绝粗分法和细分法配合不当引起的混叠现象，能够提高位置解码的精度，对于高性能控制非常有益。同时方法实现简单，在DSP、FPGA、ARM上均可方便实现。

为了得到有效的细分位置信息，除了对初始细分位置信息进行修正外，还可以从根本上修正采样值，进而根据修正的采样值得到位于与粗分位置信息同一区间内的细分位置信息。在一个可选的实施例中，如图4所示，细分位置计算子单元62包括：采样值修正模块623和细分位置计算模块621，其中：

采样值修正模块623，用于利用目标所属区间对采样值进行修正，得到修正的采样值；

细分位置计算模块621，用于根据修正的采样值计算正余弦编码器的细分位置信息。

通过图3和图4可知，两种正余弦编码器的位置解码装置在结构上具有区别点，该区别点是将细分位置修正模块622改成了采样值修正模块623，并改放在模数转换子单元61和细分位置计算模块621之间。该采样值修正模块623根据区间判断单元52输出的区间信息对模数转换子单元61输出的采样值进行修正。修正的采样值进入细分位置计算模块621进行目标细分角度的计算，之后进行细分位置信息的计算，也就是说，计算出的目标细分角度除以脉冲数即可得到细分位置信息。细分位置信息与粗分位置信息相加直接得到正余弦编码器最终的目标位置信息。

本发明实施例将A、B两路正余弦信号采样值记为ASIN1和BCOS2，第二修正策略可以如下：

区间1：若ASIN1<0，则ASIN1=0；若BCOS2<0，则BCOS2=0；

区间2：若ASIN1<0，则ASIN1=0；若BCOS2>0，则BCOS2=0；

区间3：若ASIN1>0，则ASIN1=0；若BCOS2>0，则BCOS2=0；

区间4：若ASIN1>0，则ASIN1=0；若BCOS2<0，则BCOS2=0。

因此通过该方法可以得到修正的采样值，进而可以得到有效的细分位置信息，以保证细分位置信息与粗分位置信息同处一个区间。

实施例2：

为了保证细分位置信息与粗分位置信息同处一个区间，除了可以进行细分位置信息的调整，还可以进行粗分位置信息的调整。如图5所示，本发明实施例在提供信号调理单元10、过零比较单元20、脉冲计数单元30、脉冲计数读取单元80、粗分位置计算单元40、电平采集单元51、模数转换子单元61、细分位置计算模块621、目标位置计算单元70和同步控制单元90的基础上，还添加了第一区间判断单元521、第二区间判断单元522和脉冲计数调整单元100。该装置的工作流程如下：

第一区间判断单元521通过电平采集单元51输出的电平信号得到粗分位置区间；第二区间判断单元522通过模数转换子单元61输出的采样值得到细分位置区间。粗分位置区间和细分位置区间以及脉冲计数读取值（即上述计数值）送往脉冲计数调整单元100，若粗分位置区间和细分位置区间不一致，则说明有混叠现象发生，根据粗分位置区间和细分位置区间之间的大小关系，对脉冲计数读取单元80输出的计数值进行调整，调整原则如下：

若粗分位置区间与细分位置区间一致，则不对计数值进行调整；

若粗分位置区间大于细分位置区间，则对计数值加1；

若粗分位置区间小于细分位置区间，则对计数值减1；

上述粗分位置区间可以是区间1、区间2、区间3和区间4中的任一区间，上述细分位置区间也可以是区间1、区间2、区间3和区间4中的任一区间。这相邻2个区间的大小关系定义为：1>4>3>2>1。

例如：若粗分位置区间为1，且细分位置区间为1，则不对计数值进行调整；若粗分位置区间为1，且细分位置区间为4，则对计数值加1；若粗分位置区间为1，且细分位置区间为2，则对计数值减1；若粗分位置区间为4，且细分位置区间为1，则对计数值减1；若粗分位置区间为4，且细分位置区间为3，则对计数值加1。

本发明实施例之所以优先选择实施例1中的细分位置信息的修正，一是在执行层面更容易实现和判断，二是细分法用来精细调整，因此对细分位置信息进行修正会更加合理一些。无论是对粗分法中的计数值进行调整还是对细分位置信息的修正，本质上都是一样的，都是让细分位置信息增加或减少一个粗分间隔，以此来保证细分位置信息和粗分位置信息的区间一致，能够消除混叠现象。

实施例3：

根据本发明实施例，提供了一种正余弦编码器的位置解码方法的实施例，该方法应用于实施例1中的正余弦编码器的位置解码装置。需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图6为本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，获取正余弦编码器的正余弦信号，并将正余弦信号转换为方波信号；

步骤S102，对方波信号进行计数，得到计数值，并根据计数值得到正余弦编码器的粗分位置信息；

步骤S103，根据方波信号确定正余弦信号的目标所属区间；

步骤S104，根据正余弦信号和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息；

步骤S105，根据细分位置信息和粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息。

本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码方法，先获取正余弦编码器的正余弦信号，并将正余弦信号转换为方波信号；然后对方波信号进行计数，得到计数值，并根据计数值得到正余弦编码器的粗分位置信息；再根据方波信号确定正余弦信号的目标所属区间，进而根据正余弦信号和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息；最后根据细分位置信息和粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息。本发明实施例通过用于计算粗分位置信息的方波信号来确定正余弦信号的目标所属区间，能够保证细分位置信息与粗分位置信息的区间一致，消除了混叠现象。

在一个可选的实施例中，步骤S104，根据正余弦信号和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息，包括步骤S201和步骤S202，其中：

步骤S201，对正余弦信号进行采样，得到采样值；采样值为正余弦信号的幅值；

步骤S202，根据采样值和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息。

在一个可选的实施例中，步骤S202，根据采样值和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息，包括步骤S301~步骤S303，其中：

步骤S301，根据采样值计算正余弦编码器的初始细分位置信息；

步骤S302，利用目标所属区间对初始细分位置信息进行修正，得到正余弦编码器的目标细分角度；

步骤S303，将目标细分角度与正余弦编码器的脉冲数的相除结果确定为正余弦编码器的细分位置信息。

在一个可选的实施例中，步骤S202，根据采样值和目标所属区间确定正余弦编码器的细分位置信息，还可以包括步骤S401~步骤S402，其中：

步骤S401，利用目标所属区间对采样值进行修正，得到修正的采样值；

步骤S402，根据修正的采样值计算正余弦编码器的细分位置信息。

在一个可选的实施例中，步骤S105，根据细分位置信息和粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息，包括：将细分位置信息和粗分位置信息的相加结果确定为正余弦编码器的目标位置信息。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法实施例可以参考前述装置实施例1中各个单元的工作过程，在此不再赘述。

实施例4：

根据本发明实施例，提供了另一种正余弦编码器的位置解码方法的实施例，该方法应用于实施例2中的正余弦编码器的位置解码装置。

图7为本发明实施例提供的一种正余弦编码器的位置解码方法的流程图，如图7所示，该方法包括如下步骤：

步骤S701，获取正余弦编码器的正余弦信号，并将正余弦信号转换为方波信号；

步骤S702，对方波信号进行计数，得到计数值；

步骤S703，根据方波信号确定正余弦信号的粗分位置区间；

步骤S704，根据正余弦信号确定正余弦信号的细分位置区间；

步骤S705，对粗分位置区间和细分位置区间进行比对，得到比对结果；

步骤S706，根据比对结果对计数值进行调整，得到目标计数值；

步骤S707，根据目标计数值确定正余弦编码器的目标粗分位置信息；

步骤S708，根据正余弦信号确定正余弦编码器的初始细分位置信息；

步骤S709，根据初始细分位置信息和目标粗分位置信息进行计算，得到正余弦编码器的目标位置信息。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法实施例可以参考前述装置实施例2中各个单元的工作过程，在此不再赘述。

在一个可选的实施例中，本实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其中，所述程序代码使所述处理器执行上述方法实施例方法。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语 “相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种正余弦编码器的位置解码方法，其特征在于，包括：

获取正余弦编码器的正余弦信号，并将所述正余弦信号转换为方波信号；

对所述方波信号进行计数，得到计数值，并根据所述计数值得到所述正余弦编码器的粗分位置信息；

根据所述方波信号确定所述正余弦信号的目标所属区间；

根据所述正余弦信号和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息；

根据所述细分位置信息和所述粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息；

根据所述正余弦信号和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息，包括：

对所述正余弦信号进行采样，得到采样值；所述采样值为所述正余弦信号的幅值；

根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息；

根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息，包括：

根据所述采样值计算所述正余弦编码器的初始细分位置信息；

利用所述目标所属区间对所述初始细分位置信息进行修正，得到所述正余弦编码器的细分位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息，包括：

利用所述目标所属区间对所述采样值进行修正，得到修正的采样值；

根据所述修正的采样值计算所述正余弦编码器的细分位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述细分位置信息和所述粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息，包括：

将所述细分位置信息和所述粗分位置信息的相加结果确定为所述正余弦编码器的目标位置信息。

4.一种正余弦编码器的位置解码装置，其特征在于，包括：

信号调理单元，用于获取正余弦编码器的正余弦信号；

过零比较单元，用于将所述正余弦信号转换为方波信号；

脉冲计数单元，用于对所述方波信号进行计数，得到计数值；

粗分位置计算单元，用于根据所述计数值得到所述正余弦编码器的粗分位置信息；

区间确定单元，用于根据所述方波信号确定所述正余弦信号的目标所属区间；

细分位置计算单元，用于根据所述正余弦信号和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息；

目标位置计算单元，用于根据所述细分位置信息和所述粗分位置信息进行计算，得到所述正余弦编码器的目标位置信息；

细分位置计算单元包括：

模数转换子单元，用于对所述正余弦信号进行采样，得到采样值；所述采样值为所述正余弦信号的幅值；

细分位置计算子单元，用于根据所述采样值和所述目标所属区间确定所述正余弦编码器的细分位置信息；

所述细分位置计算子单元包括细分位置计算模块和细分位置修正模块，其中：

所述细分位置计算模块，用于根据所述采样值计算所述正余弦编码器的初始细分位置信息；

所述细分位置修正模块，用于利用所述目标所属区间对所述初始细分位置信息进行修正，得到所述正余弦编码器的细分位置信息。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述区间确定单元包括：与所述过零比较单元相连的电平采集单元，以及与细分位置计算子单元相连的区间判断单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

脉冲计数读取单元，用于读取所述计数值，并将所述计数值发送至所述粗分位置计算单元；

同步控制单元，用于产生同步信号，以控制所述脉冲计数读取单元、所述电平采集单元、所述模数转换子单元同步工作。

7.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行如权利要求1至3任一项所述的方法。

Images