[发明专利]低通滤波器的滤波方法、低通滤波器及伺服驱动器

说明书

技术领域

本发明实施例涉及数据处理领域，特别涉及一种低通滤波器的滤波方法、低通滤波器及伺服驱动器。

背景技术

伺服驱动器(servo drives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

在脉冲伺服应用中，通常需要在伺服驱动器中使用平滑滤波器进行处理，使得电机旋转更为平滑。其中，平滑滤波器是一种低通滤波器，是在时间域实现的一种滤波器。通过缩小高频，扩大低频可以去除某些噪声。滤波器的阶数越高，值越均匀，滤波效果越好。目前，应用在伺服驱动器中的平滑滤波器，通常采用这一公式对输入值进行滤波处理，其中，X_n是第n个周期的输入，Y_n-1、Y_n分别为第n-1个周期和第n个周期的输出，是上个周期和这个周期的输出，T为采样周期，τ为滤波周期。

然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在对滤波数据进行处理过程中，滤波输出结果的数据会丢失，并且通常会使滤波结果发生畸变。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种低通滤波器的滤波方法、低通滤波器及伺服驱动器，减少了滤波输出结果数据丢失，有利于避免滤波输出结果发生畸变。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种低通滤波器的滤波方法，包括：周期性采样数据，得到低通滤波器的滤波输入值；根据采样到的数据进行滤波计算，输出滤波后的数据；其中，将第n个周期的滤波计算中得到的余数补偿到第n+1个周期的滤波计算中；n为自然数且n≥1。

本发明的实施方式提供了一种低通滤波器，其特征在于，包括：采样模块、计算模块、输出模块；采样模块，用于周期性采样数据，得到低通滤波器的滤波输入值；计算模块，用于根据采样到的数据进行滤波计算；输出模块，用于输出滤波后的数据；其中，输出模块将第n个周期的滤波计算中得到的余数补偿到第n+1个周期的滤波计算中；n为自然数且n≥1。

本发明的实施方式还提供了一种伺服驱动器，伺服驱动器包括上述低通滤波器。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过周期性的对数据进行采样，得到低通滤波器的滤波输入值，再根据采样到的数据进行滤波计算，从而输出滤波后的数据。在根据采样到的数据进行滤波计算时，通过将上一个周期的滤波计算中得到的余数补偿到当前周期，将当前周期的滤波计算中得到的余数补偿到下一个周期，如此循环，通过余数的累加，减少了滤波输出结果的数据丢失，有利于避免滤波输出结果发生畸变。

另外，根据采样到的数据进行滤波计算，输出滤波后的数据，具体包括：根据以下公式进行滤波计算，输出滤波后的数据Y_n：并得到第n个周期的余数R_n，R_n＝(T(X_n-Y_n-1)+R_n-1)％τ；其中，R_n-1是第n-1个周期的滤波计算中得到的余数，Y_n-1是第n-1个周期的滤波输出，X_n是第n个周期的滤波输入值，τ是滤波周期，T是采样周期。通过采用对滤波输入值进行滤波处理，可以确保低通滤波器的滤波输出结果实现数据无丢失，从而进一步避免了滤波输出结果发生畸变。

另外，根据采样到的数据进行滤波计算，输出滤波后的数据，具体包括：根据以下公式进行滤波计算，输出滤波后的数据Y_n：并得到第n个周期的余数R_n，R_n＝(T(X_n-Y_n-1)+R_n-1)％(τ+T)；其中，R_n-1是第n-1个周期的滤波计算中得到的余数，Y_n-1是第n-1个周期的滤波输出，X_n是第n个周期的滤波输入值，τ是滤波周期，T是采样周期。提供了另外一种能够确保滤波输出结果数据无丢失，避免滤波输出结果发生畸变的公式，使该低通滤波器的滤波方法能够灵活多变的实现。