CN118031890A - 一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线控制动传动系统技术领域，具体而言，涉及一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，包括以下步骤：获取对拖电机的转速数据集，所述转速数据集包括至少三组设定转速数据子集；根据设定转速数据子集在设定周期内得到对拖电机的转过角度数据集；获取转角传感器在设定周期内的监测角度数据集；根据转过角度数据集与监测角度数据集获得误差数据集；根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值大于要求阈值，则给出警报信号并终止检测；其中，所述转角传感器设置于驱动电机上，所述对拖电机与所述驱动电机同轴连接，这样就解决了如何校对装配后的转角传感器的精度的问题。

Description

一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法

技术领域

本发明涉及线控制动传动系统技术领域，具体而言，涉及一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法。

背景技术

在线控制动传动系统的产品中以无刷电机作为制动力来源。无刷电机控制需要精准调节，以达到对制动力的高精度调节，因此无刷电机控制需要基于转角传感器对电机位置进行实时检测进行闭环控制。转角传感器的精度对制动电机控制至关重要，因此，在产品开发过程中需要设计一种方法对转角传感器精度进行确认。

发明内容

为解决如何校对装配后的转角传感器的精度的问题，本发明提供了一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法。

第一方面，本发明提供了一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，包括以下步骤：

获取对拖电机的转速数据集，所述转速数据集包括至少三组设定转速数据子集；

根据设定转速数据子集在设定周期内得到对拖电机的转过角度数据集；

获取转角传感器在设定周期内的监测角度数据集；

根据转过角度数据集与监测角度数据集获得误差数据集；

根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值大于要求阈值，则给出警报信号并终止检测；

其中，所述转角传感器设置于驱动电机上，所述对拖电机与所述驱动电机同轴连接。

在一些实施例中，所述精度检测方法还包括：根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值小于等于要求阈值，则继续检测下一组设定转速数据子集的最大误差值，直至检测结束。

在一些实施例中，第一组所述设定转速数据子集包括转速N1，第一运行时间T1；

所述设定周期包括子周期ti，其中，i为自然数，1≤i≤n，n≥256；

其中，1/N1≤＜T1。

在一些实施例中，所述转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；

所述第i理论转过角度θi由转速N1与子周期ti通过第一规则获得。

在一些实施例中，所述监测角度数据集包括第i检测角度Ri；

所述第i检测角度Ri为所述驱动电机在子周期ti内的转过角度。

在一些实施例中，所述误差数据集包括第i误差转过角度△θi；

所述第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得。

在一些实施例中，所述要求阈值△θn的取值为1度。

在一些实施例中，第二组所述转速数据子集包括转速N2，第二运行时间T2，其中，≤T2，N1≠N2。

在一些实施例中，所述转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；所述第i理论转过角度θi由转速N2与子周期ti通过第一规则获得；

所述监测角度数据集包括第i检测角度Ri；所述第i检测角度Ri为所述驱动电机在子周期ti内的转过角度；

所述误差数据集包括第i误差转过角度△θi；所述第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得。

在一些实施例中，第三组所述转速数据子集包括转速N3，第二运行时间T3，其中，≤T3，N1≠N3，N2≠N3；

所述转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；所述第i理论转过角度θi由转速N3与子周期ti通过第一规则获得；

所述监测角度数据集包括第i检测角度Ri；所述第i检测角度Ri为所述驱动电机在子周期ti内的转过角度；

所述误差数据集包括第i误差转过角度△θi；所述第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得。

在一些实施例中，第三组所述转速数据子集的最大误差值小于等于要求阈值，则给出提示信号并终止检测。

在一些实施例中，还包括联轴器，所述对拖电机与所述驱动电机通过联轴器连接。

为解决如何校对装配后的转角传感器的精度的问题，本发明有以下优点：

通过本发明的技术方案，可实现对装配后的转角传感器精度进行确认，以判断转角传感器精度是否满足要求。

附图说明

图1示出了一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本实施例公开了一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

获取对拖电机的转速数据集，转速数据集包括至少三组设定转速数据子集；

根据设定转速数据子集在设定周期内得到对拖电机的转过角度数据集；

获取转角传感器在设定周期内的监测角度数据集；

根据转过角度数据集与监测角度数据集获得误差数据集；

根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值大于要求阈值，则给出警报信号并终止检测；

其中，转角传感器设置于驱动电机上，对拖电机与驱动电机同轴连接。

在本实施例中，提供了一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，通过将转角传感器安装在线控制动传动系统的驱动电机上，使得转角传感器可实时检测驱动电机的旋转状态，再通过将装配有转角传感器的驱动电机通过固定工装与高精度电机性能测试台连接，电机性能测试台中具有高转速精度对拖电机（以下简称对拖电机）及联轴器，驱动电机通过联轴器实现与对拖电机同轴连接，可带动驱动电机按设定转速数据子集进行转动，使得转角传感器通过采集板卡将传感器信号按照一定时间内进行实时采集实测转过角度，并按设定周期存储记录驱动电机被对拖电机转动过程中的传感器数据，以获得监测角度数据集。

进一步的，驱动电机上设置有安装接口，转角传感器通过安装接口固定于驱动电机上。本申请中，驱动电机包括转子组件、磁性组件及芯片组件，转子组件与磁性组件之间配合安装，芯片组件固定于驱动电机壳体内，且靠进磁性组件设置，芯片组件与磁性组件之间具有装配距离要求，其中，安装接口位于装配距离要求范围之内。本申请中，该装配距离要求为常规设置，本申请并不以此为限制。

在本实施例中，根据已知的设定转速数据子集，可以计算出该组设定转速数据子集在一定时间内的理论转过角度，以此获得在设定周期内的转过角度数据集。并通过在相同时间段（即相同的一定时间内）的实测转过角度与理论转过角度之间的差值可得到在一定时间内的角度传感器误差值，并通过上述方式可获得转角传感器在该组设定转速数据子集的设定周期内的误差数据集。

进一步的，通过判断误差数据集中的最大误差值大于要求阈值时，可得到该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度不满住使用需求。本申请中，要求阈值的取值优选为1度。

在一些实施例中，精度检测方法还包括：根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值小于等于要求阈值，则继续检测下一组设定转速数据子集的最大误差值，直至检测结束。

在本实施例中，通过判断误差数据集中的最大误差值小于等于要求阈值时，可以继续检测该转角传感器在下一组设定转速数据子集的设定周期内的误差数据集，并通过下一组设定转速数据子集的最大误差值是否大于要求阈值来判断该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度是否满住使用需求；若是，则判断该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度不满住使用需求；若否，则继续检测下一组设定转速数据子集的设定周期内的误差数据集，直至检测最后一组设定转速数据子集的最大误差值小于等于要求阈值时检测结束，此时可得到该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度满住使用需求。

在一些实施例中，本申请以设置三组设定转速数据子集来举例，如下所示，第一组设定转速数据子集包括转速N1，第一运行时间T1；设定周期包括子周期ti，其中，i为自然数，1≤i≤n，n≥256；其中，1/N1≤＜T1。其中，本申请优选为t1=t2=……=tn；或者t1≠t2，或t2≠……≠tn，本申请并不以此限制。

进一步的，转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；第i理论转过角度θi由转速N1与子周期ti通过第一规则获得。

在本实施例中，第一规则为：y=N/60·x·360，其中，N为对拖电机的转速，单位为转/每分（rpm），x为对拖电机运行的一定时间，单位为秒(s)，y为对拖电机运行的一定时间内的理论转过角度，单位为度（°）。本申请中，通过上述设置，可以通过第一规则计算出位于每个子周期内的理论转过角度，以获得在设定周期内的转过角度数据集。本申请中，当对拖电机按照转速N1运行稳定后开始计算进行时间TI，因对拖电机刚启动时转速由零过度到N1转/每分，因此在刚启动阶段存在加速状态，此时记录的数据存在不准确性，导致检测结果误差较大，因此会在对拖电机运行一段时间后即可开始检测。

在本实施例中，监测角度数据集包括第一检测角度R1、第二检测角度R2、……第i检测角度Ri、……第n检测角度Rn；第一检测角度R1为驱动电机在子周期t1内的转过角度；第二检测角度R2为驱动电机在子周期t2内的转过角度；……第i检测角度Ri为驱动电机在子周期ti内的转过角度；……第n检测角度Rn为驱动电机在子周期tn内的转过角度。

进一步的，对拖电机以转速N1恒定运行后，转角传感器会时刻接收到sin+、sin-、cos+、cos-的值，因此会形成四条正弦线，本申请优选为根据sin+/sin-/cos+/cos-的正弦线中任取一个值处于正负幅值或0点值时开始计算驱动电机的转过角度（即监测角度数据集中的实测转过角度），以便容易计算出子周期t1时刻的实测转过角度，即第一检测角度R1；本申请中，根据sin+/sin-/cos+/cos-的正弦线中任取一个值计算子周期t1时刻的实测转过角度的计算方式为现有技术，本申请并不以此为限制。

在本实施例中，通过上述设置，可将转角传感器采集数据进行解析计算得到一定时间内驱动电机的实测转过角度，从而获得在设定周期内的监测角度数据集。

在本实施例中，误差数据集包括第一误差转过角度△θ1、第二误差转过角度△θ2、……第i误差转过角度△θi、……第n误差转过角度△θn；第一误差转过角度△θ1由第一理论转过角度θ1与第一检测角度R1通过第二规则获得；第二误差转过角度△θ2由第二理论转过角度θ2与第二检测角度R2通过第二规则获得；……第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得；……第n误差转过角度△θn由第n理论转过角度θn与第n检测角度Rn通过第二规则获得。

在本实施例中，第二规则为j=|k-m|，其中，j为在一定时间内的角度传感器误差值，k为在一定时间内的理论转过角度，m为在一定时间内的实测转过角度。

本申请中，通过上述设置，可以通过第二规则计算出位于每个子周期内的误差转过角度，以获得在设定周期内的误差数据集。

进一步的，由于1/N1≤，即设定周期的时间大于等于对拖电机转动一圈所需要的时间，使得误差数据集内所收集的误差转过角度尽可能多，以便于检测的结果精确度更高。

例如，当n=256时，设定周期包括子周期t1、子周期t2、……子周期ti、……子周期t256，其中，1/N1≤＜T1；

转过角度数据集包括第一理论转过角度θ1、第二理论转过角度θ2、第三理论转过角度θ3、第四理论转过角度θ4、第五理论转过角度θ5……第二五六理论转过角度θ256；

监测角度数据集包括第一检测角度R1、第二检测角度R2、第三检测角度R3、第四检测角度R4、第五检测角度R5……第二五六检测角度R256；

误差数据集包括第一误差转过角度△θ1、第二误差转过角度△θ2、第三误差转过角度△θ3、第四误差转过角度△θ4、第五误差转过角度△θ5……第二五六误差转过角度△θ256；

通过判断△θ1、△θ2、△θ3、△θ4、△θ5……△θ256中的最大值是否大于要求阈值来判断该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度是否满住使用需求。本申请中，当第一组设定转速数据子集的最大误差值大于要求阈值时，则给出警报信号并终止检测。本申请中，第一运行时间T1可以优选为对拖电机旋转一圈所需的时间。

当第一组设定转速数据子集的最大误差值小于等于要求阈值时，继续检测第二组设定转速数据子集的最大误差值，如下所示，第二组转速数据子集包括转速N2，第二运行时间T2，其中，≤T2，N1≠N2。

进一步的，转过角度数据集包括第一理论转过角度θ1、……第i理论转过角度θi、……第n理论转过角度θn；第一理论转过角度θ1由转速N2与子周期t1通过第一规则获得；……第i理论转过角度θi由转速N2与子周期ti通过第一规则获得；……第n理论转过角度θn由转速N2与子周期tn通过第一规则获得；监测角度数据集包括第一检测角度R1、……第i检测角度Ri、……第n检测角度Rn；第一检测角度R1为驱动电机在子周期t1内的转过角度；……第i检测角度Ri为驱动电机在子周期ti内的转过角度；……第n检测角度Rn为驱动电机在子周期tn内的转过角度；误差数据集包括第一误差转过角度△θ1、……第i误差转过角度△θi、……第n误差转过角度△θn；第一误差转过角度△θ1由第一理论转过角度θ1与第一检测角度R1通过第二规则获得；……第i误差转过角度△θ2由第i理论转过角度θi与第i检测角度R2通过第二规则获得；……第n误差转过角度△θn由第一理论转过角度θn与第一检测角度Rn通过第二规则获得。

在本实施例中，通过上述设置，可进一步降低由于转速的不同而影响该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度测量不精准的问题，使检测结果较为精准。本申请中，当第二组设定转速数据子集的最大误差值大于要求阈值时，则给出警报信号并终止检测。本申请中，第二运行时间T2可以优选为对拖电机旋转一圈所需的时间。

当第二组设定转速数据子集的最大误差值小于等于要求阈值时，继续检测第三组设定转速数据子集的最大误差值，如下所示，第三组转速数据子集包括转速N3，第二运行时间T3，其中，≤T3，N1≠N3，N2≠N3；转过角度数据集包括第一理论转过角度θ1、……第i理论转过角度θi、……第n理论转过角度θn；第一理论转过角度θ1由转速N3与子周期t1通过第一规则获得；……第i理论转过角度θi由转速N3与子周期ti通过第一规则获得；……第n理论转过角度θn由转速N3与子周期tn通过第一规则获得；监测角度数据集包括第一检测角度R1、……第i检测角度Ri、……第n检测角度Rn；第一检测角度R1为驱动电机在子周期t1内的转过角度；……第 i检测角度Ri为驱动电机在子周期ti内的转过角度；……第n检测角度Rn为驱动电机在子周期tn内的转过角度；误差数据集包括第一误差转过角度△θ1、……第i误差转过角度△θi、……第n误差转过角度△θn；第一误差转过角度△θ1由第一理论转过角度θ1与第一检测角度R1通过第二规则获得；……第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得；……第n误差转过角度△θn由第一理论转过角度θn与第一检测角度Rn通过第二规则获得。

在本实施例中，通过上述设置，可再一步降低由于转速的不同而影响该转角传感器安装在驱动电机上之后的精度测量不精准的问题，使检测结果更为精准。本申请中，当第三组设定转速数据子集的最大误差值大于要求阈值时，则给出警报信号并终止检测；当第三组转速数据子集的最大误差值小于等于要求阈值，则给出提示信号并终止检测。其中，提示信号可以为亮绿灯等便于操作人员容易看见的灯光颜色，或检测合格等提示音。本申请中，提示信号为表示检测合格后所给出的提示指令。本申请中，第三运行时间T3可以优选为对拖电机旋转一圈所需的时间。本申请中，要求阈值的具体数值可以根据不同检测精度要求来选择，例如要求阈值的取值可以为0.6度或者0.8度，本申请并不以此为限制。

综上，通过上述检测方法，可实现对装配后的转角传感器精度进行确认，以判断转角传感器精度是否满足要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (12)

1.一种线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取对拖电机的转速数据集，所述转速数据集包括至少三组设定转速数据子集；

根据设定转速数据子集在设定周期内得到对拖电机的转过角度数据集；

获取转角传感器在设定周期内的监测角度数据集；

根据转过角度数据集与监测角度数据集获得误差数据集；

根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值大于要求阈值，则给出警报信号并终止检测；

其中，所述转角传感器设置于驱动电机上，所述对拖电机与所述驱动电机同轴连接。

2.如权利要求1所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，所述精度检测方法还包括：根据误差数据集获得当前设定转速数据子集的最大误差值，若最大误差值小于等于要求阈值，则继续检测下一组设定转速数据子集的最大误差值，直至检测结束。

3.如权利要求1所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，第一组所述设定转速数据子集包括转速N1，第一运行时间T1；

所述设定周期包括子周期ti，其中，i为自然数，1≤i≤n，n≥256；

其中，1/N1≤＜T1。

4.如权利要求3所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，所述转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；

所述第i理论转过角度θi由转速N1与子周期ti通过第一规则获得。

5.如权利要求4所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，所述监测角度数据集包括第i检测角度Ri；

所述第i检测角度Ri为所述驱动电机在子周期ti内的转过角度。

6.如权利要求5所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，所述误差数据集包括第i误差转过角度△θi；

所述第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得。

7.如权利要求1所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，所述要求阈值△θn的取值为1度。

8.如权利要求3所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，第二组所述转速数据子集包括转速N2，第二运行时间T2，其中，≤T2，N1≠N2。

9.如权利要求8所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，所述转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；所述第i理论转过角度θi由转速N2与子周期ti通过第一规则获得；

所述监测角度数据集包括第i检测角度Ri；所述第i检测角度Ri为所述驱动电机在子周期ti内的转过角度；

所述误差数据集包括第i误差转过角度△θi；所述第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得。

10.如权利要求8所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，第三组所述转速数据子集包括转速N3，第二运行时间T3，其中，≤T3，N1≠N3，N2≠N3；

所述转过角度数据集包括第i理论转过角度θi；所述第i理论转过角度θi由转速N3与子周期ti通过第一规则获得；

所述监测角度数据集包括第i检测角度Ri；所述第i检测角度Ri为所述驱动电机在子周期ti内的转过角度；

所述误差数据集包括第i误差转过角度△θi；所述第i误差转过角度△θi由第i理论转过角度θi与第i检测角度Ri通过第二规则获得。

11.如权利要求10所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，若第三组所述转速数据子集的最大误差值小于等于要求阈值，则给出提示信号并终止检测。

12.如权利要求1所述的线控制动传动系统的转角传感器精度检测方法，其特征在于，还包括联轴器，所述对拖电机与所述驱动电机通过联轴器连接。