[发明专利]一种基于QEP的编码器初始位置自动标定方法

说明书

本发明公开了一种基于QEP的编码器初始位置自动标定方法，包括DSP处理器模块、电机以及待测编码器；所述DSP处理器模块包括QEP模块、Decoder模块、MTEP模块和锁存模块；其具体标定步骤如下：1）通过开环控制方式启动电机运行一定时间；2）QEP模块采集待测编码器的A、B、Z脉冲信号；3）Decoder模块进行比较计算，得到电机转子的位置的机械角度值；4）MTEP模块将接收到的机械角度转换为电角度值，此时的电角度值即为编码器初始位置偏移角度值。本发明能够对角度编码器进行高精确度的标定。

技术领域

本发明涉及编码器技术领域，尤其涉及一种基于QEP的编码器初始位置自动标定方法。

背景技术

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其旋转方向的判别和脉冲数量的增减借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号，作为参考机械零位。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时，可利用 90 度相位差的 A、B两路信号对原脉冲数进行倍频，或者更换高分辨率编码器。

增量式角度数字编码器是在一个码盘的边缘上开有相等角度的缝隙（分为透明和不透明部分），在开缝码盘两边分别安装光源及光敏元件。当码盘随工作轴一起转动时，每转过一个缝隙就产生一次光线的明暗变化，再经整形放大，可以得到一定幅值和功率的电脉冲输出信号，脉冲数就等于转过的缝隙数。将该脉冲信号送到计数器中去进行计数，从测得的数码数就能知道码盘转过的角度。

现有技术的角度编码器的标定方法是角度编码器组装完成后，通过与高精度编码器的对比测量获取其工作误差，并根据误差对角度编码器的实际测量值进行修正，从而达到提高角度编码器检测精度的目的。但是，现有技术的角度编码器的标定方法的误差是简单测量得出来的，因此导致其工作误差的获取并不精确，直接影响到了角度编码器的测量精度。因此，为了提高角度编码器的检测精度，如何针对角度编码器的标定完成高精确度的标定，已经成为角度编码器在应用过程中一项亟待解决的关键技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有角度编码器的标定精确度低的问题，提供一种基于QEP的编码器初始位置自动标定方法，能够对角度编码器进行高精确度的标定，并实现自动标定，大大提高编码器的精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于QEP的编码器初始位置自动标定方法，其特征在于：包括DSP处理器模块、电机以及待测编码器；所述待测编码器与电机轴相连，所述DSP处理器模块同时与电机和待测编码器相连，其包括QEP模块、Decoder模块、MTEP模块和锁存模块；其具体标定步骤如下：

1）开始标定后，等待一定时间T1，通过开环控制方式启动电机以设定频率F运行一定时间，然后等待一定时间T2后复位；

2）电机运行过程中，QEP模块采集待测编码器的A、B、Z脉冲信号，并对采集到的脉冲信号计数，得到A、B脉冲的n倍总计数值为Cnt；每当Z脉冲信号位于下降沿时，锁存此时的计数器计数值ICnt；然后将得到的数据传递给Decoder模块；

3）Decoder模块对得到的脉冲计数值为Cnt和计数器计数值ICnt进行比较计算，得到电机转子的位置的机械角度值，并将该机械角度值发送给MTEP模块；

4）MTEP模块将接收到的机械角度转换为电角度值，此时的电角度值即为编码器初始位置偏移角度值，当等待时间T2结束后，锁存模块锁存该偏移角度值，用于后续控制补偿。

进一步地，5）最后，将得到的偏移角与施加到电机转子的电角度值相加得到转子位置角，并加载到电机矢量控制中，实现电机的闭环控制。

进一步地，Decoder模块计算过程中：

当编码器顺时针旋转时：