The invention discloses a photoelectric signal quality error separation method of the photoelectric encoder. At present, it is difficult to adapt to the change of the working site and working environment of the photoelectric encoder to compensate the comprehensive subdivision error. The invention separates the error components of the photoelectric signal quality error, and then calculates the corresponding subdivision error through the electronic subdivision method according to the separated photoelectric signal quality error, so as to realize the subdivision error separation. The invention has lower requirements for the quality of the original photoelectric signal and wider adaptability and practicability for the application occasions of the encoder photoelectric signal. After the error separation of the invention, the subdivision error is compensated, which is conducive to the improvement of the precision of the photoelectric encoder.
【技术实现步骤摘要】
一种光电编码器的光电信号质量误差分离方法
本专利技术属于精密测量
，具体涉及一种光电编码器的光电信号质量误差分离方法。
技术介绍
光电编码器是一种用于高精密角度、位移检测的传感器，其广泛应用于高精度运动控制领域中。光电编码器工作原理是利用反射或者透射光源经过编码器码盘，在接收传感器上形成莫尔条纹，即为包含位置信息的光电信号，并输出到系统处理器上，用于反馈位置信息。光电角度编码器核心部件包含光栅码盘和光电接收器，由于编码器各器件的制造精度、电路设计、安装工艺、环境干扰等因素影响，使得编码器实际输出的光电信号不可避免的存在光电信号质量误差，其包含直流电平、正交性、等幅性、正弦性主要四种误差分量，从而引起细分误差影响编码器精度。因此，为保证编码器精度，需要对细分误差进行补偿，目前常见的光电信号细分误差补偿方式多侧重基于BP神经网络和基于径向基函数网络等智能和自适应算法的研究，编码器细分误差补偿方法存在的问题是误差修正需要在实验室等较理想的环境下进行,且只针对编码器的综合细分误差进行修正或补偿，因此，这些细分误差补偿方法很难适...
【技术保护点】
1.一种光电编码器的光电信号质量误差分离方法，其特征在于：该方法具体如下：/n(1)对正、余弦信号模型中光电信号质量误差的直流电平误差U
【技术特征摘要】
1.一种光电编码器的光电信号质量误差分离方法，其特征在于：该方法具体如下：
(1)对正、余弦信号模型中光电信号质量误差的直流电平误差U1、U2进行分离；
通过光电探测器接收的幅值电压来求解直流电平误差，推导过程如下：
式中u1'、u2'分别为包含光电信号质量误差的正、余弦信号，U1、U2表示直流电平误差，表示正交性误差，ξ表示等幅性误差，A3sin3θ+A5sin5θ为正弦信号的正弦性误差，B3sin3θ+B5sin5θ为余弦信号的正弦性误差；θ为光电编码器单个原始信号周期中所处的相位，0≤θ≤2π；A1为正弦信号的基波分量幅值，A3、A5、B3和B5均为谐波分量幅值；因为ys和yc均为正弦周期函数，正弦周期函数的峰值和谷值绝对值相等，所以正弦信号u1'的峰值u'1max和谷值u'1min以及余弦信号u2'的峰值u'2max和谷值u'2min分别求解如下：
u'1max＝U1+ysmax,u'1min＝U1-ysmax
u'2max＝U2+ycmax,u'2min＝U2-ycmax
式中，ysmax为ys的峰值，ycmax为yc的峰值；
u'1max与u'1min相加，u'2max和u'2min相加，得：
从而得到：
根据光电探测器接收的正弦信号的峰值电压和谷值电压，以及余弦信号的峰值电压和谷值电压，由式(1)得到光电信号的直流电平误差U1、U2；
(2)通过光电探测器接收的幅值电压对正、余弦信号模型中光电信号质量误差的正交性误差进行分离；
以正弦信号为基准，首先在正弦信号上取出采样零点a，并在采样零点a之后取得正弦信号的下一个采样零点c，然后在采样零点a和c之间取余弦信号上的采样零点b；然后，通过周期测量法得到采样零点a与b的相位差θ1，以及采样零点b与c的相位差θ2，具体如下：
已知光电探测器的采样频率为fs，则采样时间间隔为：
通过零位信号判断光电编码器存在的零位，从而得到光电编码器周期采样点数为m，则光电编码器周期采样时间T为：
T＝mTs
又因为光电编码器的原始信号周期数p为已知，则单个原始信号周期时间为：
当光电信号上的两个采样点之间包含n个采样点时，则该两个采样点之间的相位差为：
公式(2)中的n用采样零点a与b之间包含的采样点个数代入，求得的θk为相位差θ1，公式(2)中的n用采样零点b与c之间包含的采样点个数代入，求得的θk为相位差θ2；当光电信号不存在正交性误差时，相位差θ1和θ2均为90°，当光电信号存在正交性...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文，许自镍，徐建轩，桑志谦，卢科青，时光，陈占锋，翁一新，王健，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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