[发明专利]带有自适应补偿功能的磁编码器

摘要

本发明公开了一种带有自适应补偿功能的磁编码器，本磁编码器包括磁阻传感器、控制模块、信号调理模块、通讯模块、温度检测模块、故障检测模块和数据存储模块，控制模块的温度补偿处理单元实时在线利用温度检测模块和ADC处理单元提供的温度和模拟量采样数据，对ADC处理单元采样得到的原始正余弦信号进行温漂补偿；位置校正处理单元实时在线对温度补偿处理单元输出数据的缓存结果进行离散傅里叶变换，利用其变换结果进行基波和高次谐波校正，校正之后的数据送入位置解析单元通过求反正切的方式得到电机转子当前位置值。本磁编码器通过自适应补偿功能，可以在磁编码器产品生命周期中进行在线动态补偿，以达到较好的位置解析精度及环境适应能力。

主权项

1.一种带有自适应补偿功能的磁编码器，包括设于电机的磁阻传感器，其特征在于：还包括控制模块、信号调理模块、通讯模块、温度检测模块、故障检测模块和数据存储模块，所述磁阻传感器检测电机旋转磁场并输出包含各次谐波的正余弦模拟量，该正余弦模拟量经所述信号调理模块输入到所述控制模块，所述控制模块经所述通讯模块与电机控制器通讯连接，所述温度检测模块检测所述磁阻传感器的环境温度并且检测数据传输至所述控制模块，所述故障检测模块采集所述磁阻传感器电源信号判断当前是否处于欠压状态，若处于欠压状态则输出故障信号至所述控制模块，所述数据存储模块储存电机控制参数及磁阻传感器的补偿参数，所述控制模块调用数据存储模块储存的相关数据；所述控制模块包括通信处理单元、ADC处理单元、温度补偿处理单元、位置校正处理单元、位置解析单元、数据存储处理单元和故障处理单元，所述通信处理单元与通信模块通讯连接实现数据交互，所述ADC处理单元将所述信号调理模块输出的磁阻传感器正余弦信号转换为数字信号，所述温度补偿处理单元根据所述温度检测模块输出信号在线补偿由于环境温度变化导致的所述磁阻传感器输出信号的温度漂移，所述位置校正处理单元根据所述ADC处理单元输出信号在线补偿磁阻传感器非理想正余弦模拟量输出对位置解析引入的误差，所述数据存储处理单元管理所述数据存储模块，实现非易失性数据的存取，所述故障处理单元根据所述故障检测模块输出信号进行故障处理；所述位置解析单元根据所述温度补偿处理单元和位置校正处理单元输出的补偿信号以及所述ADC处理单元输出的磁阻传感器正余弦数字信号，采用下式得到电机转子当前位置值，其中，θ为电机转子当前位置值，SINraw和COSraw为正余弦信号的原始值，ASIN(T)和ACOS(T)为正余弦信号温度补偿后的幅值，OFFSIN(T)和OFFCOS(T)为正余弦信号温度补偿后的直流偏置，T为当前温度值，REG表示对温度补偿后的正余弦值进行正规化的位置校正处理，arctan表示求反正切。