The invention discloses a rotation direction inversion hysteresis method for an angle sensor and a rotary encoder, which includes: determining whether there is a possibility of rotation direction inversion in the next sampling cycle; after predicting that the rotation direction inversion will occur in the next cycle and maintaining the refresh data unchanged in the cycle, it is necessary to determine whether there is a possibility of rotation direction inversion in the next sampling cycle. If the sampling value at T2 time continues to increase along the counter-clockwise direction on the basis of the sampling value at T1 time, the output data will be updated to the sampling value at T2 time and the reversal of rotation direction will continue to be judged after T2 time. When the sampling value at T2 time changes clockwise with respect to the sampling value at T1 time, the angle inversion is considered to occur and the inversion hysteresis window is opened. The invention adopts angle information latching technology and one-way hysteretic window technology to deal with the real inverted rotation situation, so as to avoid noise interference.
【技术实现步骤摘要】
角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法
本专利技术属于半导体
，涉及一种角度传感器和旋转编码器，尤其涉及一种角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法。
技术介绍
角度传感器和旋转编码器是用来测量各种机械结构转动过程中的角度信息的重要载体。目前，它们被广泛应用于各个领域，诸如工业设备控制汽车、智能家居、智能多媒体设备、物联网技术等。在所有的这些应用领域中，都存在着各种各样的噪声信号。当转动方向逆变发生的瞬间，瞬时速度会降到零，那么叠加的噪声会对转动方向的判断产生很大的干扰。另外，当转子处于静止状态的时候，噪声效应也会对位置信息的判断产生干扰。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的角度传感器和旋转编码器转动方向处理方式，以便克服现有处理方式存在的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法，可提前对可能的转动方向逆变进行预判，并可以对真实发生逆变的转动情况进行处理，达到避免噪声干扰的作用。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法，其特征在于...
【技术保护点】
1.一种角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法，其特征在于，所述方法利用刚体当前时刻之前的几个采样点的角度信息，估算出在下一个采样周期内是否会发生转动方向的变化；该迟滞方法能滤除系统运行中的噪声所带来的错误的转向信号；所述方法包括：步骤1、按照刚体在当前时刻之前的几个采样点的角度信息，并且假定刚体在短时内的运动遵循匀角加速度运动，计算出当前时刻的角速度和角加速度；步骤2、根据得到的角速度和角加速度，计算出是否在下一个采样周期内发生转动方向的逆变；步骤3、当发现转动方向可能发生逆变的时候，当前的角度信息被锁存；根据之后的采样点的角度信息进行如下的判断：(1)如果之后的角...
【技术特征摘要】
1.一种角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法，其特征在于，所述方法利用刚体当前时刻之前的几个采样点的角度信息，估算出在下一个采样周期内是否会发生转动方向的变化；该迟滞方法能滤除系统运行中的噪声所带来的错误的转向信号；所述方法包括：步骤1、按照刚体在当前时刻之前的几个采样点的角度信息，并且假定刚体在短时内的运动遵循匀角加速度运动，计算出当前时刻的角速度和角加速度；步骤2、根据得到的角速度和角加速度，计算出是否在下一个采样周期内发生转动方向的逆变；步骤3、当发现转动方向可能发生逆变的时候，当前的角度信息被锁存；根据之后的采样点的角度信息进行如下的判断：(1)如果之后的角度位置所处的转动方向与当前的转动方向一致时，则释放迟滞效应，释放锁存的角度信息并且更新到刚体最新的角度信息；(2)如果之后的角度位置所处的转动方向与当前的转动方向相反时，则保持锁存的角度数据及迟滞状态，直到反向运动相对锁存的角度数据的运动角度超过迟滞阈值的设定，那么判定刚体转动方向转向，并且释放锁存的角度信息并且更新到刚体最新的角度信息。2.根据权利要求1所述的角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法，其特征在于：所述方法具体的实现步骤如下：步骤S0、当刚体转动角度的时候，按照转动的惯性原理，在临近的两个采样点之间，由于时间很短，假设运动遵循匀角加速度进行；给定角速度β和角加速度α以及角度位置θ都是以时间t变化的函数即：β(t)＝β(0)+α*t公式(1)那么，当角速度和角加速度方向相反的情况下，就有可能发生转动方向的逆变；步骤S1、判定在下一个采样周期之内是否有旋转方向角度逆变的可能；所述步骤S1包括上述步骤1、步骤2；假设采用相邻的几个采样点作为预测计算的依据，并且转子遵循匀角加速度转动；那么在转动过程中的连续N个采样点的数据就用来估算当前的角度位置和角加速度以及角速度；取三个点进行运算，N＝3，给定这三个点所采样到的角度位置分别为：θ0,θ1和θ2；根据匀角加速度原理公式，推倒出角加速度、初始角速度、θ2位置处的角速度和相邻的三个角度值之间的函数关系：由计算可得，由θ2位置时刻为时间原点，角速度为0的时刻为：当这个求得的时间T落入第二时刻T2的下一个采样周期之内，即T<1/fsample_rate时，则将第二时刻T2的采样角度信息保存下来，并且在第二时刻T2之后的一个采样周期内所有的前向插值输出值等于第二时刻T2的采样输出；其中，fsample_rate为采样频率；在实现这个算法的数字系统中，由于时间变量被时钟信号离散化处理，将转动方向逆变之后的第一个采样时刻作为近似的角速度0时刻保存下来；并且保存该时刻的角度信息以作为之后的计算的原点；步骤S2、当预测下一个周期会出现转动方向逆变并且维持该周期内刷新数据不变之后，需要对是否真实发生逆变进行判断；假设按照时间的先后的顺序，运动先后经过第零时刻T0,第一时刻T1和第二时刻T2；从第零时刻T0到第一时刻T1运动方向为逆时针方向；如果第二时刻T2的采样值在第一时刻T1的采样值基础上继续沿逆时针方向增加，则更新输出数据到第二时刻T2的采样值并且继续判断第二时刻T2之后是否会发生转动方向的逆变；当第二时刻T2的采样值相对于T1时刻的采样值发生顺时针转动变化，则认为发生了角度逆变并且打开逆变迟滞窗口；该迟滞窗口是单向的，只存在于逆变之后的转动方向；当第二时刻T2后续采样数据输出落入逆变迟滞窗口之内的时候，角度输出值保持在第二时刻T2的采样数据；一旦逆向角度变化超过迟滞阈值，则更新最终的角度输出值到最新的采样数据；在迟滞窗口打开之后，由于系统存在噪声，后续的采样感应输出存在继续沿着第零时刻T0到第一时刻T1的运动方向增加的可能性；由于采用了单向的迟滞窗口技术，在遇到这种情况的时候，传感器输出数据会继续更新以避免丢失可能存在的真实低速角度位移。3.一种角度传感器和旋转编码器的转动方向逆变迟滞方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、判定在下一个采样周期之内是否有旋转方向角度逆变的可能；步骤S2、当预测下一个周期会出现转动方向逆变并且维持该周期内刷新数据不变之后，需要对是否真实发生逆变进行判断；在假定认为可能发生转动方向逆变之后，依据后续的采样值判定是否真实发生转动方向逆变；...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑宇，孙毅，
申请(专利权)人：上海麦歌恩微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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