CN113765302B - 使用双编码器电机及其编码方法 - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable

Abstract

本发明公开了使用双编码器电机及其编码方法,使用双编码器电机的编码方法包括步骤S1:高速端编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过高速端编码器的读数板读取高速端编码器的转子的第一信息,低速端编码器的转子与减电机的输出轴相连接,并且通过低速端编码器的读数板读取低速端编码器的转子的第二信息。本发明公开的使用双编码器电机及其编码方法,其通过特定的两个编码器采集高速驱动电机和减速机的数据,然后将获得的粗位置码和精确位置码进行融合后,获得相对应的绝对位置信息,其具有成本低、精确度高和响应高和负载强等优点。

Description

使用双编码器电机及其编码方法
技术领域
本发明属于电机和减速机组成模块的角度获取技术领域,具体涉及一种使用双编码器电机和一种使用双编码器电机的编码方法。
背景技术
在需要用到大扭矩和精确定位的场合,一般使用伺服电机+减速机的方案。伺服电机的输出端与减速机的输入端连接,一般地,伺服电机输出端被称为高速端,减速机的输出端被称为低速端。为了便于电机控制及达到高的减速机输出位置精度,伺服电机侧会包含一编码器用于电机控制。减速机的输出端也会安装一绝对值编码器,用于最终的角度闭环控制。现阶段,为了达成成本和精度的综合效果,一般在高速端采用普通增量式编码器,在低速端采用单圈绝对值编码器。或者高速端与低速端均采用单圈绝对值编码器。
当高速端使用普通增量式编码器时,在电机初始上电时,只有粗略的电气相位信息反馈,只有当电机转过零位信号后,驱动器才能知道准确的电机相位信息,才能达到最优的控制。这样一来,初始上电时的电机并非运行在最佳的电气控制下,造成响应差及负载能力弱。
当高速端与低速端均采用绝对值编码器时,由于高精度绝对值编码器至少需包含两条码道,因此编码器的径向尺寸会增加。当用于紧凑型的场合如机器人关节中时,两编码器不能在同侧的大致同一平面布置,造成应用由高速电机和减速机组成的电机模块的机器人关节轴向尺寸的大大增加,且成本会显著上升。
因此,针对上述问题,予以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供使用双编码器电机及其编码方法,其通过特定的两个编码器采集高速驱动电机和减速机的数据,然后将获得的粗位置码和精确位置码进行融合后,获得相对应的绝对位置信息,其具有成本低、精确度高和响应高和负载强等优点。
本发明的另一目的在于提供使用双编码器电机及其编码方法,高速端为只使用单个增量码道信息的编码器,低速端为绝对值编码器,两编码器均可以是光学编码器、磁编码器、电感式编码器或电容式编码器,高速驱动电机与减速机运转时,可以通过对低速端高精度的绝对值编码器得到的角度进行细分,识别到高速端电机转动的大致位置,即得到高速端的绝对位置粗位置码,通过粗位置码与高速端编码器自行解算的精确增量位置码进行融合,可以得到高速端电机的精确的绝对位置,由此可以在上电时立刻知道高速端的电机轴(输出轴)绝对位置。
本发明的另一目的在于提供使用双编码器电机及其编码方法,高速端为多圈绝对值编码器,低速端为只使用单个增量码道信息的编码器,两编码器均可以是光学编码器、磁编码器、电感式编码器或电容式编码器,由于高速端与低速端存在固定的转速比,其位置对应关系也固定存在。高速驱动电机与减速机运转时,可以通过高速端的多圈+单圈位置信息值,除以减速比,其余数即为当前减速机输出端的绝对位置粗位置码。通过绝对位置粗位置码与低速端编码器自行解算的精确增量位置码进行融合,可以得到低速端的输出轴的绝对位置。
为达到以上目的,本发明提供一种使用双编码器电机的编码方法,电机包括高速驱动电机和减速机(高速驱动电机的输出端与减速机的输入端连接),包括以下步骤:
步骤S1:高速端编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过高速端编码器的读数板读取高速端编码器的转子的第一信息,低速端编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过低速端编码器的读数板读取低速端编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获取高速驱动电机和减速机的绝对位置信息。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1:单个增量码道信息编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过单个增量码道信息编码器的读数板读取单个增量码道信息编码器的转子的第一信息,绝对值编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过绝对值编码器的读数板读取绝对值编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获得高速驱动电机的绝对位置信息;
步骤S1.2:多圈绝对值编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过多圈绝对值编码器的读数板读取多圈绝对值编码器的转子的第一信息,单个增量码道信息编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过单个增量码道信息编码器的读数板读取单个增量码道信息编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获得减速机的绝对位置信息。
步骤S1.1与步骤S1.2为并列的两个技术方案,并不是先后顺序关系。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S1.1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1.1:在高速驱动电机和减速机运转时,通过绝对值编码器获得的角度进行划分,以识别到高速驱动电机的(大致)位置,从而获得高速驱动电机的绝对位置粗位置码,并且将高速驱动电机的绝对位置粗位置码与单个增量码道信息编码器进行自行解算的精确增量位置码进行融合,从而获得高速驱动电机的绝对位置信息。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S1.1.1中对于高速驱动电机的绝对位置信息的获得具体实施为以下步骤:
步骤S1.1.1.1:绝对值编码器通过公式deltaP1=2x/N获得位置数据变化量deltaP1(高速驱动电机每转一圈,减速机的位置数据变化量deltaP1),其中:
减速机的减速比为N:1,则高速驱动电机转N圈,减速机相应转1圈,绝对值编码器的分辨率为2x,位置数据的范围为0~2x
步骤S1.1.1.2:通过公式Cpos_H=mod(Pos_L,deltaP1)获得高速驱动电机(的输出轴)在一圈的分度位置Cpos_H,其中:
高速驱动电机和减速机上电运行时,读取绝对值编码器的位置数据为Pos_L,对Pos_L/deltaP1取余数,即计算出高速驱动电机在一圈的分度位置Cpos_H;
步骤S1.1.1.3:通过公式Cpos_H/deltaP1*2y获得高速驱动电机的绝对位置粗位置码,其中:
对于单个增量码道信息编码器,转一圈的周期数为T,总体分辨率为2y,单个增量码道信息编码器反馈的当前周期内位置数据为Spos_H,Spos_H的范围为0~2y/T;
步骤S1.1.1.4:Cpos_H/deltaP1*2y作为高速驱动电机的绝对位置粗位置码,Spos_H作为精确增量位置码,通过中间的同步位进行融合,从而获取高速驱动电机的绝对位置信息。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S1.2具体实施为以下步骤:
步骤S1.2.1:在高速驱动电机和减速机运转时,通过多圈绝对值编码器获得的多圈位置信息和单圈位置信息进行处理,以识别到减速机的(大致)位置,从而获得减速机的绝对位置粗位置码,并且将减速机的绝对位置粗位置码与单个增量码道信息编码器进行自行解算的精确增量位置码进行融合,从而获得减速机的绝对位置信息。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S1.2.1中对于减速机的绝对位置信息的获得具体实施为以下步骤:
步骤S1.2.1.1:多圈绝对值编码器通过公式deltaP2=2x*N获得位置数据变化量deltaP2(减速机每转一圈,高速驱动电机转过N圈,其位置数据变化量deltaP2),其中:
减速机的减速比为N:1,则高速驱动电机转N圈,减速机相应转1圈,多圈绝对值编码器的分辨率为2x,记录的圈数为C圈,位置数据的范围为0~2x*C;
步骤S1.2.1.2:通过公式Cpos_L=mod(Pos_H,deltaP2)获得减速机(的输出轴)在一圈的分度位置Cpos_L,其中:
高速驱动电机和减速机上电运行时,读取多圈绝对值编码器的多圈位置信息和单圈位置信息的位置数据为Pos_H,对Pos_H/deltaP2取余数,即计算出减速机在一圈的分度位置Cpos_L;
步骤S1.2.1.3:通过公式Cpos_L/deltaP2*2y获得减速机的绝对位置粗位置码,其中:
对于单个增量码道信息编码器,转一圈的周期数为T,总体分辨率为2y,单个增量码道信息编码器反馈的当前周期内位置数据为Spos_L,Spos_L的范围为0~2y/T;
步骤S1.2.1.4:Cpos_L/deltaP2*2y作为减速机的绝对位置粗位置码,Spos_L作为精确增量位置码,通过中间的同步位进行融合,从而获取减速机的绝对位置信息。
为达到以上目的,本发明提供一种使用双编码器电机,用于实施所述的一种使用双编码器电机的编码方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的使用双编码器电机及其编码方法的结构示意图。
图2是本发明的第二实施例的使用双编码器电机及其编码方法的结构示意图。
附图标记包括:11、高速端编码器的转子;12、高速端编码器的读数板;21、低速端编码器的转子;22、低速端编码器的读数板;13、高速驱动电机的输出轴;23、减速机的输出轴。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的优选实施例中,本领域技术人员应注意,本发明所涉及的高速驱动电机和减速机等可被视为现有技术。
高度端电机为高速驱动电机,低速端为减速机。
第一实施例(优选实施例)。
本发明公开了一种使用双编码器电机的编码方法,电机包括高速驱动电机和减速机(高速驱动电机的输出端与减速机的输入端连接),包括以下步骤:
步骤S1:高速端编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过高速端编码器的读数板读取高速端编码器的转子的第一信息,低速端编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过低速端编码器的读数板读取低速端编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获取高速驱动电机和减速机的绝对位置信息。
具体的是,步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1:单个增量码道信息编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过单个增量码道信息编码器的读数板读取单个增量码道信息编码器的转子的第一信息,绝对值编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过绝对值编码器的读数板读取绝对值编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获得高速驱动电机的绝对位置信息;
更具体的是,步骤S1.1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1.1:在高速驱动电机和减速机运转时,通过绝对值编码器获得的角度进行划分,以识别到高速驱动电机的(大致)位置,从而获得高速驱动电机的绝对位置粗位置码,并且将高速驱动电机的绝对位置粗位置码与单个增量码道信息编码器进行自行解算的精确增量位置码进行融合,从而获得高速驱动电机的绝对位置信息。
进一步的是,步骤S1.1.1中对于高速驱动电机的绝对位置信息的获得具体实施为以下步骤:
步骤S1.1.1.1:绝对值编码器通过公式deltaP1=2x/N获得位置数据变化量deltaP1(高速驱动电机每转一圈,减速机的位置数据变化量deltaP1),其中:
减速机的减速比为N:1,则高速驱动电机转N圈,减速机相应转1圈,绝对值编码器的分辨率为2x,位置数据的范围为0~2x
步骤S1.1.1.2:通过公式Cpos_H=mod(Pos_L,deltaP1)获得高速驱动电机(的输出轴)在一圈的分度位置Cpos_H,其中:
高速驱动电机和减速机上电运行时,读取绝对值编码器的位置数据为Pos_L,对Pos_L/deltaP1取余数,即计算出高速驱动电机在一圈的分度位置Cpos_H;
步骤S1.1.1.3:通过公式Cpos_H/deltaP1*2y获得高速驱动电机的绝对位置粗位置码,其中:
对于单个增量码道信息编码器,转一圈的周期数为T,总体分辨率为2y,单个增量码道信息编码器反馈的当前周期内位置数据为Spos_H,Spos_H的范围为0~2y/T;
步骤S1.1.1.4:Cpos_H/deltaP1*2y作为高速驱动电机的绝对位置粗位置码,Spos_H作为精确增量位置码,通过中间的同步位进行融合,从而获取高速驱动电机的绝对位置信息。
本发明还公开了一种使用双编码器电机,用于实施所述的一种使用双编码器电机的编码方法。
优选地,如图1所示,图中与高速驱动电机的输出轴13相连的高速端编码器的转子11,12为高速端编码器的读数板,11与12组成高速端编码器;与减速机的输出端23相连的低速端编码器的转子21,22位低速端编码器的读数板,21与22组成低速端编码器。高速端编码器的读数板与低速端编码器的读数板可以在同一块PCB上,也可以分离安装,高速端编码器为只使用单个增量码道信息的编码器(即只需要其输出sin/cos信号进行解算),低速端编码器为绝对值编码器,两编码器均可以是光学编码器、磁编码器、电感式编码器或电容式编码器。
优选地,作为进一步说明,图1为机器人关节的一侧结构,其中13为机器人关节的高速驱动电机直连的输出轴,23为机器人关节的减速机的输出轴。减速机减速比为50:1,也即高速端13每转50圈,低速端23转1圈。图中11为高速端电感式编码器转子,该转子具有单个码道16个周期,12为高速端编码器读数板,读数板包含的激励线圈、接收线圈,以及信号调理、解算模块,11与12组成高速端单码道的编码器1,假设该编码器分辨率为17位,一圈输出16组0~8192循环变化的位置数据;
21为与减速机的输出端23相连的低速端电感式编码器转子,该转子包含两路分别为1周期和16周期的码道,22为低速端编码器的读数板,读数板包含激励线圈、接收线圈,以及信号调理、解算模块,21与22组成低速端双码道的绝对值电感式编码器,假设该编码器的分辨率也为17位,则其一圈输出0~131072变化的绝对位置。
电机与减速机模块运转时,可以通过对低速端编码器得到的角度进行划分,识别到高速端电机转动的大致位置,即得到高速端的绝对位置粗位置码,通过粗位置码与高速端编码器自行解算的精确增量位置码进行融合,可以得到高速端电机的精确的绝对位置。由此可以在上电时立刻知道高速端的电机轴绝对位置,便于电机的快速响应控制。
由于高速端转50圈,低速端相应转1圈,高速端编码器1每转一圈,低速端的位置数据变化量为低速端一圈位置变化量的1/50,也即变化量2621。当电机及减速机模块上电运行时,读取低速端编码器的位置数据,举例为56182(一圈的七分之三位置,由于抖动会存在跳变),对56182/2621取余数为1141,则此时高速端电机轴在一圈的分度位置1141/2621≈0.44,即一圈的11/25位置。
假设此时读取高速端编码器1的位置反馈为335,那么根据以上数据,将0.44*131072=57672对应的17位二进制数据0 1110 0001 0100 1000高4位作为高位数据,中4位作为同步数据,将高速端编码器1的单个周期位置335对应的二进制数据0 0001 0100 1111的高4位作为同步数据进行融合,即可得到当前高速端编码器的精确的绝对位置为0 11100001 0100 1111,也即当前高速端编码器1的绝对位置数据为57679。
第二实施例。
本发明公开了一种使用双编码器电机的编码方法,电机包括高速驱动电机和减速机(高速驱动电机的输出端与减速机的输入端连接),包括以下步骤:
步骤S1:高速端编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过高速端编码器的读数板读取高速端编码器的转子的第一信息,低速端编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过低速端编码器的读数板读取低速端编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获取电机的绝对位置信息。
具体的是,步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.2:多圈绝对值编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过多圈绝对值编码器的读数板读取多圈绝对值编码器的转子的第一信息,单个增量码道信息编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过单个增量码道信息编码器的读数板读取单个增量码道信息编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获得减速机的绝对位置信息。
进一步的是,步骤S1.2具体实施为以下步骤:
步骤S1.2.1:在高速驱动电机和减速机运转时,通过多圈绝对值编码器获得的多圈位置信息和单圈位置信息进行处理,以识别到减速机的(大致)位置,从而获得减速机的绝对位置粗位置码,并且将减速机的绝对位置粗位置码与单个增量码道信息编码器进行自行解算的精确增量位置码进行融合,从而获得减速机的绝对位置信息。
更进一步的是,步骤S1.2.1中对于减速机的绝对位置信息的获得具体实施为以下步骤:
步骤S1.2.1.1:多圈绝对值编码器通过公式deltaP2=2x*N获得位置数据变化量deltaP2(减速机每转一圈,高速驱动电机转过N圈,其位置数据变化量deltaP2),其中:
减速机的减速比为N:1,则高速驱动电机转N圈,减速机相应转1圈,多圈绝对值编码器的分辨率为2x,记录的圈数为C圈,位置数据的范围为0~2x*C;
步骤S1.2.1.2:通过公式Cpos_L=mod(Pos_H,deltaP2)获得减速机(的输出轴)在一圈的分度位置Cpos_L,其中:
高速驱动电机和减速机上电运行时,读取多圈绝对值编码器的多圈位置信息和单圈位置信息的位置数据为Pos_H,对Pos_H/deltaP2取余数,即计算出减速机在一圈的分度位置Cpos_L;
步骤S1.2.1.3:通过公式Cpos_L/deltaP2*2y获得减速机的绝对位置粗位置码,其中:
对于单个增量码道信息编码器,转一圈的周期数为T,总体分辨率为2y,单个增量码道信息编码器反馈的当前周期内位置数据为Spos_L,Spos_L的范围为0~2y/T;
步骤S1.2.1.4:Cpos_L/deltaP2*2y作为减速机的绝对位置粗位置码,Spos_L作为精确增量位置码,通过中间的同步位进行融合,从而获取减速机的绝对位置信息。
本发明还公开了一种使用双编码器电机,用于实施所述的一种使用双编码器电机的编码方法。
优选地,如图2所示,高速端为多圈绝对值编码器,低速端为只使用单个增量码道信息的编码器(即只需要其输出sin/cos信号进行解算),两编码器均可以是光学编码器、磁编码器、电感式编码器或电容式编码器。由于高速端与低速端存在固定的转速比,其位置对应关系也固定存在。高速驱动电机与减速机块运转时,可以通过高速端的多圈+单圈位置信息值,除以减速比,其余数即为当前减速机输出端的绝对位置粗位置码。通过绝对位置粗位置码与低速端编码器自行解算的精确增量位置码进行融合,可以得到高速端电机的绝对位置。
进一步说明,如图2所示为机器人关节的一侧结构,其中13为机器人关节的高速驱动电机直连的输出轴,23为机器人关节的减速机的输出轴。减速机的减速比为100:1,也即高速端13每转100圈,低速端23转1圈。图中11为高速端磁编码器磁栅,该磁栅具有两个码道,内圈为15个周期,外圈为16个周期,12为高速端编码器读数板,读数板包含敏感元件、信号调理、解算模块,11与12组成高速端编码双码道的多圈磁编码器,假设该编码器分辨率为17位,可记录多圈位数为16位,则其全部2^16圈输出的位置数据为33位数据,范围为0~8,589,934,592;
21为与减速机的输出端23相连的低速端编码器磁栅,该磁栅包含单路32周期的磁码道,22为低速端编码器的读数板,读数板包含敏感元件、信号调理、解算模块,21与22组成低速端增量式磁编码器,假设该编码器的分辨率为20位,则其一圈输出32组0~32768循环变化的位置数据。
高速驱动电机与减速机运转时,可以通过高速端编码器的多圈+单圈位置信息值,除以减速比,其余数即为当前减速机输出端即低速端的绝对位置粗位置码。通过绝对位置粗位置码与低速端编码器自行解算的精确增量位置码进行融合,可以得到减速机的绝对位置。
由于当低速端转1圈,高速端转过100圈,高速端位置数据变化量为2^17*100=13107200。当电机及减速机模块上电运行时,读取高速端编码器的多圈+单圈位置数据,举例为1085210629(8279圈的二分之一位置,由于抖动会存在跳变),对1085210629/13107200取余数为10420224,则此时低速端在一圈的分度位置10420224/13107200=0.795,即一圈的59/200位置。将0.795*1048576≈833678对应的20位二进制数据1100 1011 1000 01010010高5位作为高位数据,高5位的后4位作为同步数据。
假设此时读取低速端编码器1的位置反馈为14420,对应的二进制数据011 10000101 0100,将其高4位作为同步数据,与前述20位二进制数据进行融合,即可得到当前低速端编码器的精确的绝对位置为1100 1011 1000 0101 0100,也即当前低速端编码器1的绝对位置数据为833620。
第三实施例。
第三实施例的技术方案为第一实施例和第二实施例的结合,可以选择高速端和低速端的编码器类型对电机进行编码。
值得一提的是,本发明专利申请涉及的高速驱动电机和减速机等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言,依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种使用双编码器电机的编码方法,电机包括高速驱动电机和减速机,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:高速端编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过高速端编码器的读数板读取高速端编码器的转子的第一信息,低速端编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过低速端编码器的读数板读取低速端编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获取高速驱动电机和减速机的绝对位置信息;
步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1:单个增量码道信息编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过单个增量码道信息编码器的读数板读取单个增量码道信息编码器的转子的第一信息,绝对值编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过绝对值编码器的读数板读取绝对值编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获得高速驱动电机的绝对位置信息;
步骤S1.2:多圈绝对值编码器的转子与高速驱动电机的输出轴相连接,并且通过多圈绝对值编码器的读数板读取多圈绝对值编码器的转子的第一信息,单个增量码道信息编码器的转子与减速机的输出轴相连接,并且通过单个增量码道信息编码器的读数板读取单个增量码道信息编码器的转子的第二信息,通过第一信息和第二信息获得减速机的绝对位置信息;
步骤S1.1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1.1:在高速驱动电机和减速机运转时,通过绝对值编码器获得的角度进行划分,以识别到高速驱动电机的位置;
步骤S1.1.1中对于高速驱动电机的绝对位置信息的获得具体实施为以下步骤:
步骤S1.1.1.1:绝对值编码器通过公式deltaP1=2x/N获得位置数据变化量deltaP1,其中:
减速机的减速比为N:1,则高速驱动电机转N圈,减速机相应转1圈,绝对值编码器的分辨率为2x,位置数据的范围为0~2x
步骤S1.1.1.2:通过公式Cpos_H=mod(Pos_L,deltaP1)获得高速驱动电机在一圈的分度位置Cpos_H,其中:
高速驱动电机和减速机上电运行时,读取绝对值编码器的位置数据为Pos_L,对Pos_L/deltaP1取余数,即计算出高速驱动电机在一圈的分度位置Cpos_H。
2.根据权利要求1所述的一种使用双编码器电机的编码方法,其特征在于,步骤S1.1.1中,识别到高速驱动电机的位置后,从而获得高速驱动电机的绝对位置粗位置码,并且将高速驱动电机的绝对位置粗位置码与单个增量码道信息编码器进行自行解算的精确增量位置码进行融合,从而获得高速驱动电机的绝对位置信息。
3.根据权利要求2所述的一种使用双编码器电机的编码方法,其特征在于,步骤S1.1.1.2还包括:
步骤S1.1.1.3:通过公式Cpos_H/deltaP1*2y获得高速驱动电机的绝对位置粗位置码,其中:
对于单个增量码道信息编码器,转一圈的周期数为T,总体分辨率为2y,单个增量码道信息编码器反馈的当前周期内位置数据为Spos_H,Spos_H的范围为0~2y/T;
步骤S1.1.1.4:Cpos_H/deltaP1*2y作为高速驱动电机的绝对位置粗位置码,Spos_H作为精确增量位置码,通过中间的同步位进行融合,从而获取高速驱动电机的绝对位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种使用双编码器电机的编码方法,其特征在于,步骤S1.2具体实施为以下步骤:
步骤S1.2.1:在高速驱动电机和减速机运转时,通过多圈绝对值编码器获得的多圈位置信息和单圈位置信息进行处理,以识别到减速机的位置,从而获得减速机的绝对位置粗位置码,并且将减速机的绝对位置粗位置码与单个增量码道信息编码器进行自行解算的精确增量位置码进行融合,从而获得减速机的绝对位置信息。
5.根据权利要求4所述的一种使用双编码器电机的编码方法,其特征在于,步骤S1.2.1中对于减速机的绝对位置信息的获得具体实施为以下步骤:
步骤S1.2.1.1:多圈绝对值编码器通过公式deltaP2=2x*N获得位置数据变化量deltaP2,其中:
减速机的减速比为N:1,则高速驱动电机转N圈,减速机相应转1圈,多圈绝对值编码器的分辨率为2x,记录的圈数为C圈,位置数据的范围为0~2x*C;
步骤S1.2.1.2:通过公式Cpos_L=mod(Pos_H,deltaP2)获得减速机在一圈的分度位置Cpos_L,其中:
高速驱动电机和减速机上电运行时,读取多圈绝对值编码器的多圈位置信息和单圈位置信息的位置数据为Pos_H,对Pos_H/deltaP2取余数,即计算出减速机在一圈的分度位置Cpos_L;
步骤S1.2.1.3:通过公式Cpos_L/deltaP2*2y获得减速机的绝对位置粗位置码,其中:
对于单个增量码道信息编码器,转一圈的周期数为T,总体分辨率为2y,单个增量码道信息编码器反馈的当前周期内位置数据为Spos_L,Spos_L的范围为0~2y/T;
步骤S1.2.1.4:Cpos_L/deltaP2*2y作为减速机的绝对位置粗位置码,Spos_L作为精确增量位置码,通过中间的同步位进行融合,从而获取减速机的绝对位置信息。
6.一种使用双编码器电机,其特征在于,用于实施权利要求1-5任一项所述的一种使用双编码器电机的编码方法。
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