一种用于电动执行器的绝对定位方法与流程

本发明涉及电动执行器，尤其涉及一种用于电动执行器的绝对定位方法。

背景技术：

1、电动执行机构有二种类型，一般分为部分回转电动执行机构，和多回转电动执行机构,前者主要控制需要部分回转的阀门。电力驱动的多回转式执行机构是常用、可靠的执行机构类型之一。使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆最后驱动阀杆螺母，阀杆螺母使阀杆产生运动使阀门打开或关闭。多回转式电动执行机构可以快速驱动大尺寸阀门。为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态，安装离合器装置的手轮机构可在电源故障时手动操作阀门，电动执行器是一种根据指令可执行到特定位置的电动装置，多采用回转方式，随着工业自动化的发展，人工操作被机械或自动化设备所替代，电动执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，得到越来越多的应用。其中电动执行器在某些场合中需要长期稳定运行，定位精度的要求也较高，且温度变化范围大；针对此种需求，需要电动执行器的绝对定位方法具有长寿命、高精度、低温漂，并且尽量结构紧凑简单，成本低。

2、电动执行器常见的绝对定位方式有采用电阻式位置传感器，带有零点或绝对式的光电编码器以及磁式编码器。电阻式位置传感器成本低、结构简单，但容易磨损导致执行器可用寿命短，磨损后位置还会产生误差，且受温漂影响较大；光电编码器克服了电阻式位置传感器的磨损问题，受温漂影响较小，带有零点的光电编码器需要上电找零，而绝对式光电编码器受电动执行器尺寸的约束，定位分辨率不高且成本较高；而磁式编码器与光电编码器类似，属于非接触式位置传感器，不会产生磨损问题，但其定位精度相对较差，且容易受温漂影响，显得极为不便，所以亟需一种用于电动执行器的绝对定位方法，用以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于电动执行器的绝对定位方法，解决了现有技术中带有零点的光电编码器需要上电找零，而绝对式光电编码器受电动执行器尺寸的约束，定位分辨率不高且成本较高；而磁式编码器与光电编码器类似，属于非接触式位置传感器，不会产生磨损问题的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于电动执行器的绝对定位方法，包括相对光电编码器与高线数码盘配合，两个相对编码器读头，编码相对编码码道，获取位置增量信息；两个绝对零点读头配合使用，通过绝对零点码道的特征码，获得绝对位置信息，二者相辅相成，配合掉电保存，实现高精度的绝对定位，断电保存手段将实时位置记录，上电恢复断电值，并采用可辨别的多零点绝对定位，执行器在小范围内运动下可实现对断电保存的绝对位置实时校准，制作特定码盘并加入断电保存相关电路实现上述高精度绝对定位。

4、优选的，所述正常断电过程中会触发两个信号，一是动力电压低信号，二是控制电压低信号，两个信号时序有先后，且留有充足时间用于信号的有效检测及相应的动作执行，动力电压低信号触发并持续约定时间后，则认为动力电压低信号有效，此时需要判断电机是否在运行，若运行则停止电动执行器，否则将等待控制电压低信号触发，若动力电压低信号未持续约定时间，则认为并非真正的断电，此时将恢复正常的电动执行器运行。

5、优选的，所述控制电压低信号触发并持续约定时间后，则认为控制电压低信号有效，此时将对实时位置相关信息进行保存，若信号未持续约定时间，则认为电动执行器电力可能恢复或信号误触发，此时判断动力电压低信号，若动力电压低信号无效，则认为电动执行器电力已恢复或非真正断电，此时将恢复正常的电动执行器运行。

6、优选的，所述断电时的实时位置在保存时具有校验位以确保保存的实时位置是否有效。

7、优选的，所述上电时，电动执行器会对上次断电保存的实时位置进行读取，若校验不通过，则会进行小范围内的运动直至找到零点标志，对实时位置重新校准；若校验通过，则用保存值作为当前位置，在后续的运行过程中，电动执行器运行至零点标志时，会再次进行校准，以防掉电后电动执行器有转动而造成实时位置的偏差。

8、优选的，所述零点标志均布在码盘一周，通过不同的长度及组合，来区分当前零点标志位于何种绝对位置，电动执行器在出厂时，正反转一周，对每个零点标志的位置进行标定记录，后续在实际运行过程中，会将零点标志的编码器位置与出厂标定的位置进行比对，若有偏差，则将标定位置赋予当前位置，以实现对位置的校准。

9、本发明至少具备以下有益效果：

10、本发明采用相对光电编码器与高线数码盘配合，并通过四分频实现高分辨率，大大提高了相对的定位精度，同时可解决其他传感器带来的寿命及温漂问题；针对相对编码器无法绝对定位，传统方法需要零点配合并上电找零的不便，本发明利用断电保存手段将实时位置记录，上电恢复断电值，并采用可辨别的多零点绝对定位，执行器在小范围内运动下可实现对断电保存的绝对位置实时校准，从而实现高精度的绝对定位；本发明在传统带零点光电编码器的基础上，制作特定码盘并加入断电保存相关电路实现上述高精度绝对定位，且长寿命、高精度、低温漂，且结构紧凑、成本低廉。

技术特征：

1.一种用于电动执行器的绝对定位方法，包括相对光电编码器与高线数码盘配合，两个相对编码器读头，编码相对编码码道，获取位置增量信息；两个绝对零点读头配合使用，通过绝对零点码道的特征码，获得绝对位置信息，二者相辅相成，配合掉电保存，实现高精度的绝对定位，断电保存手段将实时位置记录，上电恢复断电值，并采用可辨别的多零点绝对定位，执行器在小范围内运动下可实现对断电保存的绝对位置实时校准，制作特定码盘并加入断电保存相关电路实现上述高精度绝对定位。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动执行器的绝对定位方法，其特征在于，所述正常断电过程中会触发两个信号，一是动力电压低信号，二是控制电压低信号，两个信号时序有先后，且留有充足时间用于信号的有效检测及相应的动作执行，动力电压低信号触发并持续约定时间后，则认为动力电压低信号有效，此时需要判断电机是否在运行，若运行则停止电动执行器，否则将等待控制电压低信号触发，若动力电压低信号未持续约定时间，则认为并非真正的断电，此时将恢复正常的电动执行器运行。

3.根据权利要求1所述的一种用于电动执行器的绝对定位方法，其特征在于，所述控制电压低信号触发并持续约定时间后，则认为控制电压低信号有效，此时将对实时位置相关信息进行保存，若信号未持续约定时间，则认为电动执行器电力可能恢复或信号误触发，此时判断动力电压低信号，若动力电压低信号无效，则认为电动执行器电力已恢复或非真正断电，此时将恢复正常的电动执行器运行。

4.根据权利要求1所述的一种用于电动执行器的绝对定位方法，其特征在于，所述断电时的实时位置在保存时具有校验位以确保保存的实时位置是否有效。

5.根据权利要求1所述的一种用于电动执行器的绝对定位方法，其特征在于，所述上电时，电动执行器会对上次断电保存的实时位置进行读取，若校验不通过，则会进行小范围内的运动直至找到零点标志，对实时位置重新校准；若校验通过，则用保存值作为当前位置，在后续的运行过程中，电动执行器运行至零点标志时，会再次进行校准，以防掉电后电动执行器有转动而造成实时位置的偏差。

6.根据权利要求1所述的一种用于电动执行器的绝对定位方法，其特征在于，所述零点标志均布在码盘一周，通过不同的长度及组合，来区分当前零点标志位于何种绝对位置，电动执行器在出厂时，正反转一周，对每个零点标志的位置进行标定记录，后续在实际运行过程中，会将零点标志的编码器位置与出厂标定的位置进行比对，若有偏差，则将标定位置赋予当前位置，以实现对位置的校准。

技术总结
本发明涉及电动执行器技术领域，尤其涉及一种用于电动执行器的绝对定位方法，解决了现有技术中带有零点的光电编码器需要上电找零，而绝对式光电编码器受电动执行器尺寸的约束，定位分辨率不高且成本较高；而磁式编码器与光电编码器类似，属于非接触式位置传感器，不会产生磨损问题的问题。一种用于电动执行器的绝对定位方法，包括相对光电编码器与高线数码盘配合，两个相对编码器读头，编码相对编码码道，获取位置增量信息；两个绝对零点读头配合使用，通过绝对零点码道的特征码，获得绝对位置信息。本发明制作特定码盘并加入断电保存相关电路实现上述高精度绝对定位，且长寿命、高精度、低温漂，且结构紧凑、成本低廉。

技术研发人员：张泽,刘猛,文金贵
受保护的技术使用者：深圳市普乐特电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15