昆明理工大學郭瑜獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉昆明理工大學申請的專利一種增量式光編碼器刻線與細分誤差補償方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116295118B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211595489.2,技術領域涉及:G01B11/26;該發明授權一種增量式光編碼器刻線與細分誤差補償方法是由郭瑜;尹興超;樊家偉;鄒翔;李超;陳鑫設計研發完成,并于2022-12-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種增量式光編碼器刻線與細分誤差補償方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種增量式編碼器刻線誤差與細分誤差的補償方法,本發明首先在2倍頻下對編碼器角度信號進行采集并計算成IAS信號,隨后對IAS信號進行S?G濾波,用于抑制刻線位置與信號寬度誤差分量引起的速度波動,其次計算其幅值調制函數并計算信號寬度誤差,最后利用信號寬度誤差與幅值調制函數計算刻線位置誤差;用信號寬度誤差、刻線位置誤差對4倍頻角度信號進行補償,利用補償后的4倍頻角度信號估算非正交誤差,利用信號寬度誤差、刻線位置誤差、非正交誤差對編碼器4倍頻角度信號再進行補償,提高增量式編碼器測量精度;本發明方法可以在不增加成本的條件下,提高裝備了伺服系統的機床、工業機器人等設備的性能。
本發明授權一種增量式光編碼器刻線與細分誤差補償方法在權利要求書中公布了:1.一種增量式編碼器刻線誤差與細分誤差的補償方法,其特征在于,步驟如下: 1在2倍頻、4倍頻下采集增量式光編碼器的A、B、Z三個相位的角度信號,獲得A相2倍頻角度信號、B相2倍頻角度信號、4倍頻角度信號,同時采集角度發生變化的時間間隔; 2利用向前差分法將A相2倍頻角度信號、B相2倍頻角度信號轉換為A相2倍頻瞬時角速度信號、B相2倍頻瞬時角速度信號,使用S-G濾波器對A相2倍頻瞬時角速度信號、B相2倍頻瞬時角速度信號中刻線位置與信號寬度誤差分量引起的速度波動進行抑制; 3利用步驟2中抑制了刻線位置與信號寬度誤差分量引起的速度波動后的A相2倍頻瞬時角速度信號、B相2倍頻瞬時角速度信號分別計算A相2倍頻幅值調制函數、B相2倍頻幅值調制函數,然后利用A相2倍頻幅值調制函數、B相2倍頻幅值調制函數分別估算A相信號寬度誤差、B相信號寬度誤差; 所述A相、B相的信號寬度誤差估算公式為: 式中,N為信號長度,M為編碼器光柵數,為A相或B相的2倍頻幅值調制函數,i為信號序號,即i=1、2、3.....; 4利用步驟3的A相、B相2倍頻幅值調制函數、信號寬度誤差分別估算A相、B相的刻線位置誤差; 所述刻線位置誤差估算公式為: 5利用步驟3A相、B相的信號寬度誤差和步驟4A相、B相的刻線位置誤差對步驟1中的4倍頻角度信號進行補償; 補償公式為: 式中,為補償了刻線位置誤差與信號寬度誤差后的4倍頻角度信號,θ×4為4倍頻角度信號,為A相刻線位置誤差,為B相刻線位置誤差,為A相信號寬度誤差,為B相信號寬度誤差; 6利用向前差分法將步驟5補償后的4倍頻角度信號轉換為4倍頻瞬時角速度信號,然后采用S-G濾波器對4倍頻瞬時角速度信號抑制非正交誤差引起的速度波動; 7用步驟6抑制了非正交誤差引起的速度波動后的4倍頻瞬時角速度信號計算4倍頻幅值調制函數,然后用4倍頻幅值調制函數估算非正交誤差; 非正交誤差估算公式為: 式中,為4倍頻幅值調制函數,為非正交誤差; 8利用步驟3A相、B相的信號寬度誤差、步驟4A相、B相的刻線位置誤差、步驟7的非正交誤差對編碼器4倍頻角度信號再進行補償,提高增量式編碼器測量精度; 補償公式為: 式中,為補償了細分與刻線誤差之后的4倍頻角度。
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