基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开一种基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法和系统

【技术实现步骤摘要】
基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法和系统


[0001]本专利技术涉及角度测量技术
。
更具体地，涉及一种基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法和系统
。

技术介绍

[0002]目前，增量式圆光栅是一种常用的测角元件，增量式圆光栅搭配与之配套的读数头，输出三对
RS422
差分信号，
A
脉冲：
A+
和
A
‑
，
B
脉冲：
B+
和
B
‑
，
Z
脉冲：
Z+
和
Z
‑
。
增量式圆光栅一般在全测量范围内只有一个零位刻度线，当零位刻度线经过读数头时会产生一个方波脉冲
——Z
脉冲，用于绝对零点的判断
。
除了零位刻度线，增量式圆光栅上还有用于真正角度测量的刻线，这些刻线经过读数头时会产生
A、B
两组脉冲为相位相差
90
°
的方波脉冲，经过处理后计数来确定当前位置相对绝对零点的距离
。
通过选择不同分辨率的读数头，就可以实现一圈
360
°
内不同分辨率的角编码读取
。
[0003]受到接收电路信号截止频率的限制，接收电路能够识别的
A、B
脉冲频率为定值
。
因此测量分辨率与圆光栅最高角速度的乘积不能超过该定值
。
所以，在高分辨率条件下，圆光栅不能有太高的角速度；在圆光栅高速运动的条件下，读数头的分辨率不能太高
。
[0004]在某些设备中，既需要低速下有较高的角编码分辨率，也需要有较高的最大速度
。
在接收电路性能不变的条件下，往往两者不能兼顾
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法和系统，以解决现有技术存在的问题中的至少一个
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供一种基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法，包括：
[0008]根据预设的伺服转台系统在低速旋转下角编码分辨率要求，确定高分辨率读数头的细分倍数；
[0009]根据设置的接收电路的最大接收频率
、
圆光栅最大的运动角速度确定低分辨率读数头的细分倍数；
[0010]根据接收电路的最大接收频率
、
高分辨率读数头的细分倍数确定角编码切换的旋转速度
。
[0011]可选地，所述方法还包括
[0012]将圆光栅布置在预设的伺服转台系统上，使得圆光栅随伺服转台系统旋转；
[0013]在圆光栅外围分别布置高分辨率读数头和低分辨率读数头；
[0014]使用第一接收电路接收高分辨率读数头输出的第一高分辨率脉冲
、
第二高分辨率脉冲和第三高分辨率脉冲；
[0015]使用第二接收电路接收低分辨率读数头输出的第一低分辨率脉冲
、
第二低分辨率
脉冲和第三低分辨率脉冲；
[0016]后端处理模块根据所述第一高分辨率脉冲和第二高分辨率脉冲，得到高分辨率增量脉冲，根据所述第一低分辨率脉冲和第二低分辨率脉冲，得到低分辨率增量脉冲；
[0017]计数器根据高分辨率增量脉冲得到高分辨率角编码值，根据低分辨率增量脉冲得到低分辨率角编码值
。
[0018]可选地，所述方法还包括
[0019]当第三高分辨率脉冲或第三低分辨率脉冲发送到计数器时，高分辨率角编码值或低分辨率角编码值为零
。
[0020]可选地，所述方法还包括
[0021]上电后，进行寻零，圆光栅低速旋转使零位刻度线分别转过高分辨率读数头和低分辨率读数头，得到高分辨率角编码值和低分辨率角编码值，并根据高分辨率读数头和低分辨率读数头与结构绝对零位之差对高分辨率角编码值和低分辨率角编码值进行修正，最后使得在结构绝对零位位置下高分辨率角编码值与低分辨率角编码值一致
。
[0022]可选地，当伺服转台系统旋转速度未到达切换的旋转速度时，采用高分辨率角码值；当伺服转台系统旋转速度达到切换的旋转速度时，采用低分辨率角码值
。
[0023]可选地，根据预设的伺服转台系统在低速旋转下角编码分辨率要求，确定高分辨率读数头的细分倍数，进一步包括
[0024]所述确定高分辨率读数头的细分倍数大于高分辨率读数头的细分倍数下限；所述实际高分辨率读数头的细分倍数下限
[0025][0026]其中，
K
为根据预设的圆光栅的型号确定圆光栅旋转一圈后输出脉冲的个数，
L
为伺服转台系统在低速旋转下角编码分辨率要求
。
[0027]可选地，根据设置的接收电路的最大接收频率
、
圆光栅最大的运动角速度确定低分辨率读数头的细分倍数，进一步包括
[0028]所述确定低分辨率读数头的细分倍数应小于低分辨率读数头的细分倍数上限；所述低分辨率读数头的细分倍数上限
[0029][0030]其中，
H
为接收电路最高接收频率，
K
为根据预设的圆光栅的型号确定圆光栅旋转一圈后输出脉冲的个数，
M
为伺服转台系统最大旋转速度
。
[0031]可选地，接收电路能支持的圆光栅最大旋转速度
[0032][0033]其中，
J
为高分辨率读数头的细分倍数下限
。
[0034]可选地，考虑到电路余量的因素，设置角编码切换的旋转速度
V
切换
小于
V
；
[0035]当伺服转台系统旋转速度低于
V
切换
时，第一接收电路和第二接收电路正常工作，此时伺服转台系统采用高分辨率角码值进行闭环控制
。
[0036]当伺服转台系统旋转速度大于
V
切换
且小于
V
时，第一接收电路和第二接收电路正常
工作，此时伺服转台系统采用低分辨率角编码值进行闭环控制
。
[0037]当伺服转台系统旋转速度大于
V
时，第一接收电路不能正常工作，受限于接收电路截止频率，产生丢脉冲的情况，高分辨率角码值不能正常使用，此时伺服转台系统采用低分辨率角编码值进行闭环控制
。
[0038]本专利技术第二方面提供一种基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换系统，包括
[0039]圆光栅，用于随伺服转台的旋转而旋转，产生脉冲；
[0040]高分辨率读数头，用于读取所述脉冲产生第一高分辨率脉冲
、
第二高分辨率脉冲和第三高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于高低分辨率读数头高低转速下角编码切换方法，其特征在于，包括：根据预设的伺服转台系统在低速旋转下角编码分辨率要求，确定高分辨率读数头的细分倍数；根据设置的接收电路的最大接收频率
、
圆光栅最大的运动角速度确定低分辨率读数头的细分倍数；根据接收电路的最大接收频率
、
高分辨率读数头的细分倍数确定角编码切换的旋转速度
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将圆光栅布置在预设的伺服转台系统上，使得圆光栅随伺服转台系统旋转；在圆光栅外围分别布置高分辨率读数头和低分辨率读数头；使用第一接收电路接收高分辨率读数头输出的第一高分辨率脉冲
、
第二高分辨率脉冲和第三高分辨率脉冲；使用第二接收电路接收低分辨率读数头输出的第一低分辨率脉冲
、
第二低分辨率脉冲和第三低分辨率脉冲；后端处理模块根据所述第一高分辨率脉冲和第二高分辨率脉冲，得到高分辨率增量脉冲，根据所述第一低分辨率脉冲和第二低分辨率脉冲，得到低分辨率增量脉冲；计数器根据高分辨率增量脉冲得到高分辨率角编码值，根据低分辨率增量脉冲得到低分辨率角编码值
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当第三高分辨率脉冲或第三低分辨率脉冲发送到计数器时，高分辨率角编码值或低分辨率角编码值为零
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括预设的伺服转台系统上电后，进行寻零，圆光栅低速旋转使零位刻度线分别转过高分辨率读数头和低分辨率读数头，得到高分辨率角编码值和低分辨率角编码值，并根据高分辨率读数头和低分辨率读数头与结构绝对零位之差对高分辨率角编码值和低分辨率角编码值进行修正，最后使得在结构绝对零位位置下高分辨率角编码值与低分辨率角编码值一致
。5.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当伺服转台系统旋转速度未到达切换的旋转速度时，采用高分辨率角码值；当伺服转台系统旋转速度达到切换的旋转速度时，采用低分辨率角码值
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的伺服转台系统在低速旋转下角编码分辨率要求，确定高分辨率读数头的细分倍数，进一步包括所述确定高分辨率读数头的细分倍数大于高分辨率读数头的细分倍数下限；所述高分辨率读数头的细分倍数下限其中，
K
为根据预设的圆光栅的型号确定圆光栅旋转一圈后输出脉冲的个数，
L
为伺服转台系统在低速旋转下角编码分辨率要求
。7.
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据设置的接收电路的最大接收频率
、
圆
光栅最大的运动角速度确定低分辨率读数头的细分倍数，进一步包括所述确定低分辨率读数头的细分倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐初隆，吴磊，刘建壮，张林，韩华涛，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：