【发明公布】一种基于时间戳的编码器位置信号估计方法_长沙理工大学_202010532333.4 

申请/专利权人:长沙理工大学

申请日:2020-06-12

发明/设计人:徐晓强;胡宏伟;王向红;贺湘宇;易可夫

公开(公告)日:2020-09-15

代理机构:

公开(公告)号:CN111664882A

代理人:

主分类号:G01D5/38(20060101)

地址:410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路二段960号

分类号:G01D5/38(20060101)

优先权:

专利状态码:在审-公开

法律状态:2020.09.15#公开

摘要:一种基于时间戳的编码器位置信号估计方法,令控制系统的编码器采集模块工作在高低两个频率下:在高频率下检视编码器位置变化,当编码器位置变化时对编码器事件进行记录,并在寄存器中保存最近的编码器事件序列;在低频率下对编码器位置信号进行采集,对寄存器中的编码器事件序列进行多项式拟合求解,进而对位置信号进做出修正。本发明方法可以对编码器位置信号进行实时有效修正,减小量化误差的影响,提高低分辨率编码器的测试精度。

主权项:1.一种基于时间戳的编码器位置信号估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,编码器信号在高低两个频率下被采集和分析处理,高频的采样间隔为Te,低频采样间隔为Tc,TeTc。步骤二,高频典型值1MHz采样的信号不对信号的完整序列进行保存,只是不断检视当前位置相比上一个采样点是否发生变化,如发生变化,则记为一次编码器事件。每项编码器事件记录为tk,xk,k为事件序号,tk为编码器位置发生变化的时间戳,取值为相邻采样点时刻的平均值,xk为对应的编码器位置,取值为相邻采样点位置的平均值。步骤三,将最近的N个编码器事件t1,…,N,x1,…,N按周期Tc传输保存在寄存器,N的建议值为5。每当有新的编码器事件发生后,则将最前的事件t1,x1删除,将其他事件的序号k减1,并将新事件补充在寄存器最后,记为tN,xN。步骤四,低频典型值1kHz采集的编码器信号为待修正的位置信号,对最近的N个编码器事件t1,…,N,x1,…,N进行M阶多项式拟合M为阶数,建议值2实现对位置信号的修正,k=1,…,N为事件的序号。位置信号的修正将在一个控制周期Tc内计算完毕并发送到控制系统,用于实时反馈。具体计算过程如下:构建时间戳矩阵A,多项式系数矩阵P和位置矩阵B,AP=B。 P=[pMpM-1…p0]T2B=[x1…xN-1xN]T3通过最小二乘法对多项式系数矩阵P进行求解:P=ATA-1ATB4则在tc时刻采样位置的修正为 可以进一步计算tc时刻的速度和加速度,速度为加速度为

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