一种增量编码器信号收发的监控辅助系统技术方案

本发明专利技术提供了一种增量编码器信号收发的监控辅助系统，包括服务器、电机驱动子系统、以及增量编码器、信号采样模块、交互模块、预警模块、数据处理模块，信号采样模块用于对增量编码器的信号进行采样，并根据采样得到的数据进行评估，交互模块用于向操作者进行交互，以提示操作者增量转向的方向，预警模块用于向操作者进行预警提示，以提示操作者当前增量编码器的状态，数据处理模块用于对电机驱动子系统同轴驱动的增量编码器的脉冲数据进行采集。本发明专利技术通过信号采样模块和误差处理模块的相互配合，使得增量编码器的信号收发的状态能被监控，以提升增量编码器的信号收发的准确性，使得增量编码器具有自动信号监控的能力。得增量编码器具有自动信号监控的能力。得增量编码器具有自动信号监控的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种增量编码器信号收发的监控辅助系统


[0001]本专利技术涉及采用电或磁装置
，尤其涉及一种增量编码器信号收发的监控辅助系统。

技术介绍

[0002]在电机控制系统中，往往需要对电机的转速进行实时测量，增量式编码器具有精度高、抗干扰性好等优点，利用其A、B两路信号线的正交特性，即可实现速度计算，目前被广泛应用于电机测速系统。
[0003]如CN102818581B现有技术公开了一种基于旋转变压器的增量式编码器，由于增量式编码器多为光电码盘，这就限制了它在高温、严寒、潮湿、高震动等环境比较恶劣场合的应用，并且利用UVW信号在电机启动时作磁场定向，只能提供很粗略的位置信息，待电机找到Z脉冲后，才能得到准确的转子位置，这就影响了控制性能，给使用者带来了不便。
[0004]另一种典型的如CN109489707A的现有技术公开的一种增量型光电编码器测试机及测试方法，现有技术是用示波器直接测编码器的输出脉冲波形，通过示波器上的坐标变换来估算出各路脉冲的相移和占空比，且其计算过程费工费时，计算结果误差很大，除此之外，由于全信号编码器具有12路脉冲信号，测试机需要对12路脉冲信号进行采样，现有的测试机难以精确采集高频脉冲信号，测试效率低，结果误差大。
[0005]还有一种典型的如CN103292837B的现有技术公开的一种编码器零位测试方法和测试仪，伺服电机旋转轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。
[0006]为了解决本领域普遍存在检测位置无法准确定位、增量编码器的检测操作复杂、无法自动对编码器的信号进行监控、交互性差、智能程度低等等问题，作出了本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种增量编码器信号收发的监控辅助系统。
[0008]为了克服现有技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种增量编码器信号收发的监控辅助系统，所述监控辅助系统包括服务器、电机驱动子系统、以及增量编码器，所述监控辅助系统还包括信号采样模块、交互模块、预警模块、数据处理模块，
[0010]所述服务器分别与所述电机驱动子系统、所述信号采样模块、交互模块、所述预警模块、数据处理模块、以及增量编码器连接；其中，所述电机驱动子系统与所述增量编码器同轴驱动；
[0011]所述信号采样模块用于对所述增量编码器的信号进行采样，并根据采样得到的数据进行评估，所述交互模块用于向操作者进行交互，以提示所述操作者增量转向的方向，所述预警模块用于向所述操作者进行预警提示，以提示所述操作者当前增量编码器的状态，
所述数据处理模块用于对所述电机驱动子系统同轴驱动的增量编码器的脉冲数据进行采集，并根据所述脉冲数据进行误差处理，以获得所述增量编码器的误差值；
[0012]所述信号采样模块包括信号采样单元、以及评估单元，所述信号采样单元用于对所述增量编码器的信号进行采样，形成所述增量编码器的工作数据，所述评估单元根据所述工作数据对所述增量编码器进行评估；
[0013]所述信号采样单元包括双路脉冲采样器、转动检测构件、以及数据存储器，所述转动检测构件用于对所述增量式编码器的转动角度检测采样，所述双路脉冲采样器用于对所述增量式编码器发出的波形进行检测，所述数据存储器用于对所述转动检测构件的转动角度、以及所述双路脉冲采样器的波形进行存储；其中，所述增量编码器的工作数据包括所述增量编码器的双路方波信号h1、h2；
[0014]所述评估单元获取h1路方波信号的上升沿时刻的位置数值为s1、下降沿时刻的位置数值为s2，相邻两个周期的方波信号的上升沿时刻的位置数值为s5、下降沿时刻的位置数值为s6，以及获取h2路与h1路方波波峰信号交错的波谷信号的下降沿时刻的位置数值为s3和上升沿时刻的位置数值为s4，并计算增量编码器评价指数Evaluation：
[0015]Evaluation＝η1·
Uniformity+η2·
Intersect
[0016]式中，η1、η2为权重系数，Uniformity为双路方波信号h1和h2的均匀百分比，Intersect为双路方波信号h1和h2的相交百分比，其中，Uniformity和Intersect的取值满足：
[0017][0018]若所述评价指数小于设定的监控阈值，则触发对所述数据处理模块对电机驱动子系统的误差计算。
[0019]可选的，所述误差处理模块获取所述电机驱动子系统通过联轴节将无刷电机与所述增量编码器连接在一起，且所述电机驱动子系统驱动无刷电机带动所述增量编码器、以及角脉冲发生器做同轴转动，以获取所述增量式编码器的边沿时刻的脉冲数据，并计算整体误差Total_error：
[0020][0021]式中，e
i
为第i类的误差，k
i
为第i类的误差的传播系数，N为每一总类误差的总数量，δ
ij
为第i类误差和第j类误差的相关系数，e
j
为第j类的误差；
[0022]其中，若第i类误差与第j类误差不相关，则相关系数第i类误差和第j类误差取值为δ
ij
＝0；
[0023]若所述整体误差Total_error小于所述增量编码器的误差值Monitor，则所述增量编码器的信号输出符合设定的控制精度。
[0024]可选的，所述交互模块包括交互单元和提示单元，所述交互单元用于向所述操作者进行提示，所述提示单元用于向所述操作者提示当前的增量式编码器的状态以及调整策略；
[0025]所述交互单元包括交互提示屏、存储座、以及连接构件，所述交互提示屏用于向所述操作者提示当前的交互指数，所述连接构件用于将所述交互提示屏与所述存储座的外壁进行铰接，所述存储座用于对所述交互提示屏进行支撑；
[0026]其中，所述储座嵌套在所述增量式编码器的外周，且所述存储座的外壁设有供所述交互提示屏放置的放置腔。
[0027]可选的，所述预警模块获取所述评估单元的评估结果，并对编码器的状态进行预警，其中，所述预警模块根据下式确定所述增量式编码器的预警等级：
[0028]range1≤|Total_error
‑
Monitor|＜range2，一级预警
[0029]range2≤|Total_error
‑
Monitor|＜range3，二级预警
[0030]式中，[ange1，range2)为一级预警区间，[ange2，range3)为二级预警区间，[ange3，range4)为三级预警区间。
[0031]可选的，所述转动检测构件包括转动杆、感应探头、以及至少一个位置标记件，各个位置标记件设置在所述存储座的外壁，且沿着所述存储座的外周等间距的分布，所述转动杆的一端与所述增量编码器的旋钮连接，所述感应探头设置在所述转动杆另一端的端部上，并朝向各个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增量编码器信号收发的监控辅助系统，所述监控辅助系统包括服务器、电机驱动子系统、以及增量编码器，其特征在于，所述监控辅助系统还包括信号采样模块、交互模块、预警模块、数据处理模块，所述服务器分别与所述电机驱动子系统、所述信号采样模块、交互模块、所述预警模块、数据处理模块、以及增量编码器连接；其中，所述电机驱动子系统与所述增量编码器同轴驱动；所述信号采样模块用于对所述增量编码器的信号进行采样，并根据采样得到的数据进行评估，所述交互模块用于向操作者进行交互，以提示所述操作者增量转向的方向，所述预警模块用于向所述操作者进行预警提示，以提示所述操作者当前增量编码器的状态，所述数据处理模块用于对所述电机驱动子系统同轴驱动的增量编码器的脉冲数据进行采集，并根据所述脉冲数据进行误差处理，以获得所述增量编码器的误差值；所述信号采样模块包括信号采样单元、以及评估单元，所述信号采样单元用于对所述增量编码器的信号进行采样，形成所述增量编码器的工作数据，所述评估单元根据所述工作数据对所述增量编码器进行评估；所述信号采样单元包括双路脉冲采样器、转动检测构件、以及数据存储器，所述转动检测构件用于对所述增量式编码器的转动角度检测采样，所述双路脉冲采样器用于对所述增量式编码器发出的波形进行检测，所述数据存储器用于对所述转动检测构件的转动角度、以及所述双路脉冲采样器的波形进行存储；其中，所述增量编码器的工作数据包括所述增量编码器的双路方波信号h1、h2；所述评估单元获取h1路方波信号的上升沿时刻的位置数值为s1、下降沿时刻的位置数值为s2，相邻两个周期的方波信号的上升沿时刻的位置数值为s5、下降沿时刻的位置数值为s6，以及获取h2路与h1路方波波峰信号交错的波谷信号的下降沿时刻的位置数值为s3和上升沿时刻的位置数值为s4，并计算增量编码器评价指数Evaluation：Evaluation＝η1·
Uniformity+η2·
Intersect式中，η1、η2为权重系数，Uniformity为双路方波信号h1和h2的均匀百分比，Intersect为双路方波信号h1和h2的相交百分比，其中，Uniformity和Intersect的取值满足：若所述评价指数Evaluation小于设定的监控阈值SETValue，则触发对所述数据处理模块对电机驱动子系统的误差计算。2.根据权利要求1所述的一种增量编码器信号收发的监控辅助系统，其特征在于，所述误差处理模块获取所述电机驱动子系统通过联轴节将无刷电机与所述增量编码器连接在
一起，且所述电机驱动子系统驱动无刷电机带动所述增量编码器、以及角脉冲发生器做同轴转动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何邦庆，
申请(专利权)人：广州市鸿辉电工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：