一种总线编码器及基于总线编码器的正余弦信号补偿方法与流程

本发明涉及编码器，尤其涉及一种总线编码器及基于总线编码器的正余弦信号补偿方法。

背景技术：

1、高精度编码器如光电编码器等，价格昂贵，使用环境要求严格；传统正余弦编码器只能对正余弦电信号进行直接处理或者简单的校准，得到的编码器数据精度低；目前大多数的正余弦编码器是将正余弦电信号传给伺服，然后伺服对正余弦信号进行解析处理得到最终编码器数据，为了得到较为精确的编码器数据，需要对正余弦信号进行补偿校准，这样就增加了伺服运算量，并且直接使用正余弦信号需要使用a/b/z相差分信号增强抗干扰能力，接线繁琐，与其适配的伺服还需要有相对应的匹配接口接收信号。

技术实现思路

1、本发明提供了一种总线编码器及基于总线编码器的正余弦信号补偿方法；将正余弦信号的采集、校准和补偿集成在编码器探头中，可以对正余弦信号进行校准和高精度补偿，降低了伺服的运算量和编码器的使用成本；并且本发明中编码器通过总线通讯输出，适配使用更加方便。

2、第一方面，本发明的实施例提供了一种总线编码器，该总线编码器包括编码器探头，编码器探头包括：

3、正余弦信号采集模块，用于对码盘进行信号采集，获取与码盘位置相关的正余弦信号；

4、正余弦信号校准模块，用于对获取的正余弦信号进行校准，消除误差；其中，正余弦信号的校准包括：幅值、零点和相位的校准；

5、正余弦信号补偿模块，用于对校准后的正余弦信号进行高精度补偿；

6、总线通讯模块，用于按照通讯协议格式与伺服进行通讯，输出总线编码器处理后的数据。

7、可选地，总线编码器还包括：电机和码盘；

8、其中，码盘安装在电机的电机轴上，编码器探头安装固定在码盘旁边。

9、第二方面，本发明的实施例提供了一种基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，该方法包括：

10、采集与码盘位置相关的正余弦信号；

11、根据预设方法对正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准；

12、根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿；

13、其中，误差包括：磁极间误差和磁极内误差；

14、将经过信号补偿处理后的正余弦信号通过总线通讯发送至伺服。

15、可选地，采集与码盘位置相关的正余弦信号，包括：

16、根据码盘的类型选择对应的方法采集与码盘位置相关的正余弦信号。

17、可选地，根据预设方法对正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准，包括：

18、均速缓慢旋转电机轴来分别采集正弦信号峰值和余弦信号峰值；

19、根据正弦信号峰值和余弦信号峰值计算正弦信号和余弦信号的幅值和中值；

20、根据幅值和中值消除幅值误差和直流误差。

21、可选地，根据预设方法对正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准，还包括：

22、根据进行幅值和零点校准后得到的正余弦信号构造新的正交的正余弦信号；

23、对构造的正余弦信号进行反正切处理后计算角度值；

24、其中，角度值用于对正余弦信号进行相位校准。

25、可选地，根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿，包括：

26、将总线编码器与高精度编码器同轴安装；

27、记录总线编码器与高精度编码器的初始值，并缓慢转动电机轴一周，记录每个磁极间总线编码器与高精度编码器的角度值变化的差值；

28、根据差值对校准后的正余弦信号进行磁极间误差补偿。

29、可选地，根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿，还包括：

30、在磁极间误差补偿完成后，缓慢转动电机轴记录一组磁极内误差数据作为补偿数据；

31、利用补偿数据和线性补偿方法对校准后的正余弦信号进行磁极内误差补偿。

32、可选地，该方法还包括：

33、设置误差补偿对应的指令；

34、其中，指令包括：磁极间误差补偿数据的读取、写入和存储指令以及磁极内误差补偿数据的读取、写入和存储指令。

35、本发明提供了一种总线编码器及基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，该总线编码器包括编码器探头，所述编码器探头包括：正余弦信号采集模块、正余弦信号校准模块、正余弦信号补偿模块和总线通讯模块；该正余弦信号补偿方法如下：采集与码盘位置相关的正余弦信号；根据预设方法对正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准；根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿；将经过信号补偿处理后的正余弦信号通过总线通讯发送至伺服。本发明将正余弦信号的采集、校准和补偿集成在编码器探头中，可以对正余弦信号进行校准和高精度补偿，降低了伺服的运算量和编码器的使用成本；并且本发明中编码器通过总线通讯输出，适配使用更加方便。

36、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种总线编码器，其特征在于，该总线编码器包括编码器探头，所述编码器探头包括：

2.根据权利要求1所述的总线编码器，其特征在于，所述总线编码器还包括：电机和码盘；

3.一种基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，该方法包括：

4.根据权利要求3所述的基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，所述采集与码盘位置相关的正余弦信号，包括：

5.根据权利要求3所述的基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，所述根据预设方法对所述正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准，包括：

6.根据权利要求3所述的基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，所述根据预设方法对所述正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准，还包括：

7.根据权利要求3所述的基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，所述根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿，包括：

8.根据权利要求3所述的基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，所述根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿，还包括：

9.根据权利要求3-8任一项所述的基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供了一种总线编码器及基于总线编码器的正余弦信号补偿方法，属于编码器领域，该总线编码器包括编码器探头，所述编码器探头包括：正余弦信号采集模块、正余弦信号校准模块、正余弦信号补偿模块和总线通讯模块；该正余弦信号补偿方法如下：采集与码盘位置相关的正余弦信号；根据预设方法对正余弦信号进行幅值、零点和相位的校准；根据预设方法对校准后的正余弦信号进行误差补偿；将经过信号补偿处理后的正余弦信号通过总线通讯发送至伺服。本发明将正余弦信号的采集、校准和补偿集成在编码器探头中，可以对正余弦信号进行校准和高精度补偿，降低了伺服的运算量和编码器的使用成本；并且本发明中编码器通过总线通讯输出，适配使用更加方便。

技术研发人员：徐忠利,庞建军,王选瑞
受保护的技术使用者：超同步股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24