[发明专利]一种旋转编码器的补偿方法和补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及编码器技术，具体地，涉及一种旋转编码器的补偿方法和补偿系统。

背景技术

旋转编码器（rotary encoder）也称为轴编码器，是将旋转位置或旋转量转换成模拟或数字信号的机电设备。一般装设在旋转物体中垂直旋转轴的一面。旋转编码器用在许多需要精确旋转位置及速度的场合，如工业控制、机器人技术、专用镜头、电脑输入设备等。

伺服控制系统是一种能对试验装置的机械运动按预定要求进行自动控制的操作系统。目前伺服一般采用成品编码器，编码器的精度和抗干扰能力直接决定了伺服控制系统的控制精度和电磁兼容性能。

现有编码器体积大，编码器由于安装位置不能保证绝对准确，不可避免的会存在非线性误差。编码器在伺服系统中占据着非常重要的位置，它是控制最内环的一项重要输入数据。输入数据不好就不能得到好的输出控制。具体表现为电流环电流波形杂乱，速度环匀速运行波动较大。因此会大大降低伺服的性能。

光电编码器以其精度高、实用性强、稳定等特点被广泛应用；由于光电编码器是利用光栅感应产生信号，因此稳定的信号往往取决于清晰，持续的光束。伺服系统在粉尘和恶劣环境下颗粒会渗透到光学路径下容易引起失效。同样伺服系统在波动潮湿的温度下会引发旋转码盘上的冷凝也增加了失效的可能性。光电编码器对于撞击和振动同样是很脆弱，这会直接导致旋转光码盘或传感器的损坏。

编码器准确可靠是伺服控制系统至关重要的一个环节，如何提高编码器的精度，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种旋转编码器的补偿方法，该补偿方法很好的补偿了旋转编码器的非线性误差，提高了运行效率，提高了检测的实时性和准确性。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种旋转编码器的补偿方法，包括以下步骤：

步骤S1，用旋转编码器采集电机运转的实际数据；

步骤S2，将实际数据与所述电机的理想数据做减法，得到差值曲线；

步骤S3，根据所述差值曲线拟合出补偿公式；

步骤S4，将所述补偿公式写入所述旋转编码器；

步骤S5，在检测过程中，通过所述补偿公式对所述旋转编码器的采集结果进行修正。

可选的，步骤S3中，通过傅里叶级数曲线拟合算法根据所述差值曲线拟合出补偿公式。

可选的，步骤S4中，所述旋转编码器包括编码器本体和控制中心，所述补偿公式写入所述控制中心。

可选的，步骤S5中，所述旋转编码器将所述采集结果传递给所述控制中心，所述控制中心通过所述补偿公式对所述采集结果进行修正。

本发明还提供了一种旋转编码器的补偿系统，包括编码器本体、控制中心、标准电机；所述编码器本体采集所述标准电机的实际数据并传递给所述控制中心，所述控制中心将实际数据与所述标准电机的理想数据做减法，得到差值曲线，然后将所述差值曲线拟合出补偿公式。

可选的，所述控制中心通过傅里叶级数曲线拟合算法根据所述差值曲线拟合出补偿公式。

可选的，所述控制中心通过所述补偿公式对所述编码器本体的采集结果进行修正。

本发明提供的旋转编码器的补偿方法，包括以下步骤：首先，用旋转编码器采集电机运转的实际数据；然后，将实际数据与所述电机的理想数据做减法，得到差值曲线；之后，根据所述差值曲线拟合出补偿公式；并将所述补偿公式写入旋转编码器；在之后的检测过程中，通过所述补偿公式对所述旋转编码器的采集结果进行修正。

本发明提供的旋转编码器的补偿方法，利用非线性拟合算法，直接输出拟合公式，最大限度覆盖编码器产生的非线性误差，降低了位置误差，减小了速度波动，提升了伺服系统的精度。同时，利用非线性拟合算法，无需分段直接自动拟合出整条非线性曲线，这样无需存储大量校准数据，运算快捷，CPU占用率极低。该补偿方法利用了非线性拟合算法，存储数据量小，CPU占用率低，响应频率高，在检测高转速电机时，依然能够保证其实时性和准确性。

本发明还提供了一种旋转编码器的补偿系统，使用了上述旋转编码器的补偿方法。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的旋转编码器的补偿方法的流程图；

图2为本发明所提供的旋转编码器的补偿系统的工作流程图。

具体实施方式