一种测量信号野值的检测及修复方法、装置及设备，涉及机电系统计算机控制技术领域，检测方法解决的技术问题为“如何提供一种能够在机电伺服系统中准确判断测量信号野值的方法”，包括：采集当前测量信号和历史测量信号；获取所述机电伺服系统的极限参数；将所述历史测量信号以及当前测量信号输入至基于极限参数的野值判定函数，基于所述极限参数判定所述当前测量信号是否为野值。修复方法包括：若所述当前测量信号为野值，则基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值修复。检测方法基于极限参数的野值判定函数对野值进行检测，修复方法采用检测得到的野值结果并基于拟合值进行修复，有效减少了漏判率和误判率，从而达到了更好的修复效果。好的修复效果。好的修复效果。
【技术实现步骤摘要】
一种测量信号野值的检测及修复方法、装置及设备
[0001]本专利技术涉及机电系统计算机控制
技术介绍
[0002]在机电伺服系统中，一般都会存在各种各样的测量元件，又称为编码器，其作用在于检测当前系统的输出信号并将其传回给工控机，以实现整个系统的闭环控制。以常见的飞行仿真转台为例，测量元件一般包括码盘或钢栅尺。其作用为测量转角并将其转换成脉冲或数字形式的输出信号，测量元件又可以进一步细分为绝对式和增量式编码器。绝对编码器上有许多刻线，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，从而获得一组从2的零次方到2的n
‑
1次方的唯一二进制编码。增量式旋转编码器通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系，得到角度码盘角度位移量的增加或减少。但是在测量信号检测和传回的过程中，需要通过线缆依次经过测量元件，放大器和信号处理器等环节，由于传感器自身的原因和传输过程中的各种电磁干扰或接触不良现象，二进制形式的测量信号经常会出现由于某几位电平反转从而导致的野值。这些野值的幅值有些甚至能够远超正常信号的幅值，如果不加以处理，将会导致电机的误动作、快速地加减速等等，会影响系统对指令信号的跟踪，还有可能产生过大的冲击，若不加以处理将影响整个机械系统的正常使用寿命，甚至会造成潜在的安全隐患。因此需要对伺服电机系统中的野值进行检测和修复处理。
[0003]在野值的检测上，最为常见的是固定阈值的检测方法，然而采用这种方法时，阈值的选择不恰当会严重影响检测效果。对检测到的测量信号野值的处理办法，常见的有如下两种：第一，直接保持上一时刻的值；第二，使用各种滤波器对信号进行滤波处理。直接保持上一时刻值的修复效果往往不尽如人意，因为这只解决了测量信号本身出现野值的问题，却并没有有效修复测量信号的差分信号存在的野值。而后者在系统中加入了滤波器，会导致在一定程度上影响系统本身的动态特性，对野值也不能彻底修复掉。
[0004]因此，如何提供一种能够在机电伺服系统中准确判断测量信号野值并且能够更好地修复野值的方法，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术中存在的野值的检测修复容易漏判误判的技术问题，本专利技术提供了一种测量信号野值的检测及修复方法、装置及设备，检测方法基于极限参数的野值判定函数对野值进行检测，修复方法采用检测得到的野值结果并基于拟合值进行修复，有效减少了漏判率和误判率，从而达到了更好的修复效果。
[0006]一种测量信号野值的检测方法，应用于机电伺服系统，所述方法包括：
[0007]S1、采集当前测量信号和历史测量信号；
[0008]S2、获取所述机电伺服系统的极限参数；
[0009]S3、将所述历史测量信号以及当前测量信号输入至基于极限参数的野值判定函
数，基于所述极限参数判定所述当前测量信号是否为野值。
[0010]进一步地，步骤S3包括：
[0011]S31、计算上一个采样周期处的速度；
[0012]S32、基于所述极限参数和上一个采样周期处的速度，计算速度阈；
[0013]S33、基于所述极限参数和速度阈值，对当前测量信号进行速度判断，以判定是否为野值，若判定为非野值，则执行步骤S34进行进一步判定，否则直接确认为野值；
[0014]S34、基于所述极限参数和速度阈值，对当前测量信号进行位置判断，以判定是否为野值。
[0015]进一步地，在步骤S33中，对当前测量信号进行速度判断时，对速度判断条件补充Δv大小的裕度，其中，Δv＝2
·
a
max
·
Δt，Δt表示时刻间隔，a
max
表示最大加速度；
[0016]步骤S34中，对当前测量信号进行位置判断时，对位置判断条件补充Δx大小的裕度，其中，Δx＝a
max
·
Δt2。
[0017]进一步地，对于步骤S3判断为非野值的，进一步做如下判断：
[0018]S4、将所述当前测量信号和历史测量信号输入至拟合函数，得到当前拟合值和历史拟合值；
[0019]S5、对步骤S3中判定为非野值的当前测量信号计算漏判率；
[0020]S6、将所述漏判率与预设漏判率阈值比较，若大于所述预设漏判率阈值，则将所述当前测量信号输入至基于拟合值的野值判定函数，基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值判断。
[0021]进一步地，步骤S4包括：
[0022]基于所述历史测量信号计算历史拟合值；
[0023]计算各个历史拟合值与历史测量信号的误差平方和；
[0024]将所述误差平方和拆解为误差平方和矩阵；
[0025]基于最优函数条件，计算得到当前拟合值。
[0026]进一步地，基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值判断，判断条件为：
[0027][0028]其中，y_cal表示拟合得到的当前时刻位移值，yreal[0]表示当前时刻的测量信号，percent表示漏判率，k和b表示拟合得到的一次项系数和常数项系数；
[0029]当同时满足以上三个条件则判定为野值。
[0030]一种测量信号野值的修复方法，应用于机电伺服系统，所述方法包括：
[0031]采集当前测量信号和历史测量信号；
[0032]将所述当前测量信号和历史测量信号输入至拟合函数，得到当前拟合值和历史拟合值；
[0033]采用上述的检测方法判定当前测量信号是否为野值；
[0034]若所述当前测量信号为野值，则基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值修复，否则不进行修复。
[0035]一种测量信号野值的修复装置，包括：
[0036]信号采集模块，用于采集当前测量信号和历史测量信号；
[0037]预处理模块，用于对所述当前测量信号和历史测量信号进行预处理；
[0038]参数获取模块，用于获取所述机电伺服系统的极限参数；
[0039]判定模块，用于将经过预处理的所述历史测量信号以及当前测量信号输入至第一野值判定函数，基于所述极限参数判定所述当前测量信号是否为野值。
[0040]一种测量信号野值的检测装置，包括：
[0041]信号采集模块，用于采集当前测量信号和历史测量信号；
[0042]拟合模块，用于将所述当前测量信号和历史测量信号输入至拟合函数，得到当前拟合值和历史拟合值；
[0043]判断模块，用于采用上述的检测方法判定当前测量信号是否为野值；
[0044]修复模块，若所述当前测量信号为野值，则用于基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值修复，否则不进行修复。
[0045]一种电子设备，包括处理器和存储装置，所述存储装置中存有多条指令，所述处理器用于读取所述存储装置中的多条指令并执行上述的测量信号的野值检测方法或上述的测量信号的野值修复方法。
[0046]本专利技术提供的测量信号野值的检测及修复方法、装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测量信号野值的检测方法，应用于机电伺服系统，其特征在于，所述方法包括：S1、采集当前测量信号和历史测量信号；S2、获取所述机电伺服系统的极限参数；S3、将所述历史测量信号以及当前测量信号输入至基于极限参数的野值判定函数，基于所述极限参数判定所述当前测量信号是否为野值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：S31、计算上一个采样周期处的速度；S32、基于所述极限参数和上一个采样周期处的速度，计算速度阈值；S33、基于所述极限参数和速度阈值，对当前测量信号进行速度判断，以判定是否为野值，若判定为非野值，则执行步骤S34进行进一步判定，否则直接确认为野值；S34、基于所述极限参数和速度阈值，对当前测量信号进行位置判断，以判定是否为野值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S33中，对当前测量信号进行速度判断时，对速度判断条件补充Δv大小的裕度，其中，Δv＝2
·
a
max
·
Δt，Δt表示时刻间隔，a
max
表示最大加速度；步骤S34中，对当前测量信号进行位置判断时，对位置判断条件补充Δx大小的裕度，其中，Δx＝a
max
·
Δt2。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于步骤S3判断为非野值的，进一步做如下判断：S4、将所述当前测量信号和历史测量信号输入至拟合函数，得到当前拟合值和历史拟合值；S5、对步骤S3中判定为非野值的当前测量信号计算漏判率；S6、将所述漏判率与预设漏判率阈值比较，若大于所述预设漏判率阈值，则将所述当前测量信号输入至基于拟合值的野值判定函数，基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值判断。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4包括：基于所述历史测量信号计算历史拟合值；计算各个历史拟合值与历史测量信号的误差平方和；将所述误差平方和拆解为误差平方和矩阵；基于最优函数条件，计算得到当前拟合值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述当前拟合值和历史拟合值进行野值判断，判断条件为：abs(y...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁天悦，陈松林，王玘玥，刘刚，车立福，
申请(专利权)人：哈尔滨工大航博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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