一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法。具体步骤为：首先搭建二十三面棱体、自准直仪测量设备以及编码器数据采集平台，然后转动编码器，实时记录二十三面棱体面序、自准直仪读数以及采集到的编码器值，接着依次计算二十三面棱体实际角度、编码器转动角度、编码器原始误差，最后使用matlab软件以编码器转动角度为自变量，以编码器原始误差为因变量进行正弦拟合，得到正弦函数的幅值、频率和相位，对编码器角度值进行补偿，从而提高编码器精度。本发明专利技术的方法精度高，适应性强，便于工程实现，只需要二十三面棱体测量数据以及实时编码器数据即可得到高精度的编码器值。时编码器数据即可得到高精度的编码器值。时编码器数据即可得到高精度的编码器值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法


[0001]本专利技术涉及星载式望远镜跟踪控制
，具体涉及一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法。

技术介绍

[0002]在星载式望远镜系统中，望远镜作为卫星载荷的组成单元，其重量、体积受到一定的约束，通常使用感应同步器作为望远镜方位轴和俯仰轴角度的测量机构。但是感应同步器的测量精度往往达不到系统的要求，给跟踪控制带来了一定的困难。
[0003]随着在跟踪控制领域的技术发展，对望远镜跟踪精度要求日益苛刻，对传感器的测量精度提出了更高的要求。因此需要一种精度高，适应性强，便于工程实现的补偿方法。现有的测量精度难以满足要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法，用于提高望远镜编码器的精度。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法，具有以下步骤：
[0006]步骤(1)、搭建二十三面棱体、自准直仪测量设备以及编码器数据采集平台。
[0007]步骤(2)、手动将编码器进行转动19次，依次记录二十三面棱体面序Number、自准直仪读数AutoCull以及采集到的编码器值Encoder；
[0008]步骤(3)、计算二十三面棱体实际测量值RealEncoder；
[0009]步骤(4)、计算编码器转动角度SpinValue；
[0010]步骤(5)、计算编码器的原始误差OrigError；
[0011]步骤(6)、使用matlab软件，以编码器转动角度SpinValue为自变量，以编码器的原始误差OrigError为因变量进行正弦拟合，获得正弦函数的幅值SinF、频率SinP和相位SinX，最后得到拟合误差NiHeError；
[0012]步骤(7)、计算补偿后的编码器值ModiEncoder；
[0013]步骤(8)、计算补偿后的编码器转动角度ModiSpinVa lue；
[0014]步骤(9)、计算补偿后的编码器精度ModiError；
[0015]进一步地，步骤(1)中，要求将二十三面棱体安装在轴系转轴上，并使二十三面棱体轴线与编码器旋转轴线重合；安装自准直仪使其视轴垂直于二十三面棱体工作面，扫平自准直仪使其纵轴与编码器轴线平行；通过编码器采集板卡读取编码器原始数据，并按照协议解析编码器值。
[0016]进一步地，步骤(2)中，要求从轴系任一方向的机械限位位置开始向另一方向进行旋转，使多面棱体的工作面逐面对准自准直仪，直至轴系转到另一机械限位位置时完成一组测试。
[0017]进一步地，步骤(3)中，二十三面棱体每个面序有对应的理论值TheoValue和修正值ModiValue，其实际测量值由理论值TheoValue、修正值ModiValue和自准直仪读数AutoCull来确定。
[0018]进一步地，步骤(4)中，编码器转动角度为当前帧编码器值减去前一帧编码器值。
[0019]进一步地，步骤(6)中，这里正弦拟合使用的是matlab中的sum ofsine函数，其中numble ofterms设置为1，另外由正弦函数的参数以及自变量可得到拟合误差。
[0020]进一步地，步骤(8)中，与步骤4相同，补偿后的编码器转动角度为当前帧编码器值减去前一帧编码器值。
[0021]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0022](1)本专利技术通过二十三面棱体、自准直仪测量设备以及编码器数据采集平台即可获得相关的数据，实现起来方便简单。
[0023](2)本专利技术与感应同步器原始测量精度相比，其精度得到了大幅提升，更有利于提高设备跟踪精度。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法的处理流程图；
[0025]图2是二十三面棱体相关参数值图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。
[0027]本专利技术所述的一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法的具体流程如附图1所示，具体步骤如下：
[0028]步骤(1)、将二十三面棱体安装在轴系转轴上，并使二十三面棱体轴线与编码器旋转轴线重合；安装自准直仪使其视轴垂直于二十三面棱体工作面，扫平自准直仪使其纵轴与编码器轴线平行；通过编码器采集板卡读取编码器原始数据，并按照协议解析编码器值。
[0029]步骤(2)、从轴系任一方向的机械限位位置开始向另一方向进行旋转，使多面棱体的工作面逐面对准自准直仪，直至轴系转到另一机械限位位置时完成一组测试，共转动19次。依次记录二十三面棱体面序Number、自准直仪读数AutoCull以及采集到的编码器值Encoder；
[0030]步骤(3)、计算二十三面棱体实际测量值RealEncoder；
[0031]TheoValue＝(Number
‑
1)*EveryFaceValue
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0032]EveryFaceValue＝360/23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0033]RealEncoder＝TheoValue+ModiValue*DTOM+AutoCul l*DTOM
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0034]其中，二十三面棱体实际测量值RealEncoder、理论值TheValue、编码器值Encoder、每个面序对应的角度EveryFaceValue单位均为
°
，自准直仪读数AutoCull单位为
″
，DTOM为角度转为角秒的当量，二十三面棱体修正量ModiValue单位为
″
，相关参数如图2所示。
[0035]步骤(4)、计算编码器转动角度SpinValue；
[0036]SpinValue＝Encoder1‑
Encoder0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0037]其中，Encoder1为当前帧的编码器值，Encoder0为前一帧的编码器值。
[0038]步骤(5)、计算编码器的原始误差OrigError；
[0039]OrigError＝(SpinValue
‑
RealEncoder)*DTOM
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0040]其中，原始误差OrigError单位为
″
，DTOM为角度转为角秒的当量。
[0041]步骤(6)、使用matlab软件，以编码器转动角度SpinValue为自变量，以编码器的原始误差OrigError为因变量进行正弦拟合，获得正弦函数的幅值SinF、频率SinP和相位SinX，最后得到拟合误差NiHeError；
[0042]Ni本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法，其特征在于：该方法具有以下步骤：步骤(1)、搭建二十三面棱体、自准直仪测量设备以及编码器数据采集平台；步骤(2)、手动将编码器进行转动19次，依次记录二十三面棱体面序Number、自准直仪读数AutoCull以及采集到的编码器值Encoder；步骤(3)、计算二十三面棱体实际测量值RealEncoder；步骤(4)、计算编码器转动角度SpinValue；步骤(5)、计算编码器的原始误差OrigError；步骤(6)、使用matlab软件，以编码器转动角度SpinValue为自变量，以编码器的原始误差OrigError为因变量进行正弦拟合，获得正弦函数的幅值SinF、频率SinP和相位SinX，最后得到拟合误差NiHeError；步骤(7)、计算补偿后的编码器值ModiEncoder；步骤(8)、计算补偿后的编码器转动角度ModiSpinValue；步骤(9)、计算补偿后的编码器精度ModiError。2.根据权利要求1所述的一种基于正弦拟合的编码器精度补偿方法，其特征在于：步骤(1)中，将二十三面棱体安装在轴系转轴上，并使二十三面棱体轴线与编码器旋转轴线重合；安装自准直仪使其视轴垂直于二十三面棱体工作面，扫平自准直仪使其纵轴与编码器轴线平行；通过编码器数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王愿康，冯效华，张桐，黄永梅，贺东，邓舒蔚，马荣琦，王志文，
申请(专利权)人：中国人民解放军九五九七五部队，
类型：发明
国别省市：