一种交流伺服系统串行传输绝对式编码器值纠错方法与流程

1.本发明涉及编码器值纠错技术领域，具体为一种交流伺服系统串行传输绝对式编码器值纠错方法。


背景技术：

2.工业机器人和数控机床等设备广泛使用交流伺服系统，交流伺服系统由交流伺服驱动器和交流伺服电机组成，交流伺服驱动器与交流伺服电机之间通过动力线缆和编码器线缆连接，动力线缆传输交流伺服电机转动所需的电能，编码器线缆传输交流伺服电机的位置信息，交流伺服电机的位置信息由电机端的绝对式编码器得到，高精度的绝对式编码器一般采用串行传输协议进行传输，串行传输协议的好处是，连接线缆条数少，但也极其容易受到外部干扰，导致传输的交流伺服电机的位置数据出错。交流伺服电机的位置数据出错，极其容易引发交流伺服驱动器报警停机，从而影响生产效率；也可能会导致电机运行点位不对，从而影响生产质量，为此，需要提高串行传输绝对式编码器传输数据的抗干扰能力，提高抗干扰能力，可以分为硬件电路方式和软件纠错方式。
3.现有的编码器值纠错方法存在的缺陷是：
4.1、专利文件cn108708064a公开了一种针织提花机绝对值编码器在线自动纠错方法及系统，其包括以下步骤：步骤一，提花系统主机读取编码器当前新编码器值a；步骤二，将新编码器值a与上一次读入的有效的旧编码器值b进行比较；步骤三，计算码值变化d；步骤四，判断码值变化d是否大于一枚织针的距离值，若大于一枚织针的距离值，则执行步骤五；若不是，则将新编码器值a赋值于旧编码器值b，并送去用作当前位置计算，然后执行步骤六；步骤五，判断码值变化d是否大于设定的允许偏差值；若是大于，则提花系统主机发出停机信号，并显示错误提示；若是小于或者等于，则再次读取新编码器值a；步骤六，提花系统主机根据提花核心算法驱动选针器进行工作；
5.2、专利文件cn111366178a公开了一种编码盘、检光器、编码器及编码值输出、检错与纠错方法，该编码盘适用于光学绝对式旋转编码器。编码盘沿环绕一中心位置的圆周方向划分为沿多个径向方向延伸的多个列。所述的编码盘包括：多个扇区集合环绕于中心位置并依序沿圆周方向排列。这些扇区集合中的二扇区集合的编码值符合格雷码特性。每一扇区集合包括多个编码单位，每一编码单位具有一编码值，编码值具有多个位采用曼彻斯特编码，这些位沿编码盘的径向设置；
6.3、专利文件cn102930902a公开了一种同时纠正固定错误与随机错误的纠错编码方法，其对传统纠正随机错误的线性纠错码进行分解，使其在编码器端对固定错误进行屏蔽，从而提高编码效率。包括：错误图样检测；编码矩阵构造，获得纠正固定错误和随机错误的编码矩阵g0与g1；特征序列生成，生成纠正固定错误的预编码序列；编码，根据g1和g0，对信息序列和特征序列进行编码；解码，恢复信息序列。本发明在编码器端对固定错误进行屏蔽，解码器不需固定错误信息而直接进行解码，具有很低的解码时延和复杂度，因而有很大的实用价值，同时，本方法还具有很强的通用性，综上所述，其纠错方式多为硬件电路方式，
会提高产品的成本，且干扰多种多样，通用性不好，而软件纠错方式，则可以避免产品成本的提高，以及软件本身的灵活性，可提高产品的通用性。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种交流伺服系统串行传输绝对式编码器值纠错方法，以解决上述背景技术中提出的纠错方式麻烦复杂，使得纠错效率较低问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种交流伺服系统串行传输绝对式编码器值纠错方法，包括的步骤如下：
9.步骤一：交流伺服驱动器读取交流伺服电机端编码器的位置信息，编码器的位置信息包括状态值、单圈值、多圈值、crc校验值；
10.步骤二：交流伺服驱动器将读取到的状态值、单圈值、多圈值进行一次crc计算，采用编码器规定的crc校验计算方式，此处计算得到的crc校验值命名为crc2，crc2是交流伺服驱动器中经过计算得到的。
11.优选的，步骤三：多圈值乘以编码器位数加上单圈值，为电机的绝对位置，交流伺服驱动器每读取一次编码器位置信息后，则计算一次绝对位置的增量。
12.优选的，步骤四：比较crc1与crc2值是否相等。
13.优选的，步骤五：当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1.本发明在crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同，当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p0＝p1，当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p1-p2)，从而得到本次绝对位置的增量，即p0＝p1+(p1-p2)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p0＝p1+(p1-p2)，将纠错后得到的本次绝对位置增量p0+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成，本发明在原有交流伺服系统上，仅靠修改交流伺服驱动器的软件，即可完成交流伺服电机位置信息(绝对位置)的纠错，从而提高了生产效率和生产质量的稳定性。
附图说明
16.图1为本发明的编码器位置信息示意图；
17.图2为本发明的绝对位置增量的求法示意图；
18.图3为本发明的流程示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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。
22.请参阅图1-图3，本发明提供的一种实施例：
23.实施例1：步骤一：交流伺服驱动器读取交流伺服电机端编码器的位置信息，编码器的位置信息包括状态值、单圈值、多圈值、crc校验值，如图1所示，此处的crc校验值命名为crc1(crc1是读取绝对式编码器的crc校验值得到的)，绝对式编码器串行传输中，会在串行协议最后加上一个校验位，如果此校验位错误，则表示传输的数据出现错误，此时就可以用本发明的绝对式编码器值纠错方法进行纠错；
24.步骤二：交流伺服驱动器将读取到的状态值、单圈值、多圈值进行一次crc计算，采用编码器规定的crc校验计算方式，此处计算得到的crc校验值命名为crc2(crc2是交流伺服驱动器中经过计算得到的)。
25.实施例2：步骤三：多圈值乘以编码器位数加上单圈值，为电机的绝对位置。交流伺服驱动器每读取一次编码器位置信息后，则计算一次绝对位置的增量，绝对位置增量的求法如图2所示，并且记录最近2次的绝对位置增量。
26.实施例3：比较crc1与crc2值是否相等，相等则传输数据无错误；不相等，则表示传输数据出现错误，需要使用本发明的纠错方法。
27.当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同；
28.当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p0＝p1；
29.当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p1-p2)，从而得到本次绝对位置的增量，即p0＝p1+(p1-p2)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p0＝p1+(p1-p2)；
30.将纠错后得到的本次绝对位置增量p0+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成。
31.实施例4：当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码
器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同；
32.当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p1＝p2；
33.当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p2-p3)，从而得到本次绝对位置的增量，即p1＝p2+(p2-p3)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p1＝p2+(p2-p3)；
34.将纠错后得到的本次绝对位置增量p1+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成。
35.实施例5：当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同；
36.当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p2＝p3；
37.当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p3-p4)，从而得到本次绝对位置的增量，即p2＝p3+(p3-p4)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p2＝p3+(p3-p4)；
38.将纠错后得到的本次绝对位置增量p3+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成。
39.实施例6：当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同；
40.当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p2＝p3；
41.当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p4-p5)，从而得到本次绝对位置的增量，即p3＝p4+(p4-p5)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p3＝p4+(p4-p5)；
42.将纠错后得到的本次绝对位置增量p4+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成。
43.实施例7：当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同；
44.当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p2＝p3；
45.当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p5-p6)，从而得到本次绝对位置的增量，即p4＝p5+(p5-p6)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p4＝p5+(p5-p6)；
46.将纠错后得到的本次绝对位置增量p5+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成。
47.实施例8：当crc1不等于crc2时，表明数据传输出现错误，那么，本次绝对位置值则不能使用多圈值乘以编码器位数加上单圈值的方法得到了，由于交流伺服驱动器读取编码器的频率较高，现在主流的交流伺服驱动器读取编码器的频率基本在16k左右，也就是每62.5us读取一次编码器数据，由于间隔时间短，所以相邻两次的绝对位置增量的变化不大，且变化趋势相同；
48.当交流伺服电机匀速运行时，相邻两次的绝对位置增量应该相等，即p2＝p3；
49.当交流伺服电机做变速运动时，则在上次绝对位置增量的基础上，加上绝对位置增量的变化率(p6-p7)，从而得到本次绝对位置的增量，即p5＝p6+(p6-p7)，实际中，为了通用性，则不需要区分电机是否匀速运行，为表一般性，则本次绝对位置增量p5＝p6+(p6-p7)；
50.将纠错后得到的本次绝对位置增量p6+上次绝对位置，则得到本次绝对位置，即纠错完成。
51.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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。