[发明专利]纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，尤指一种可供输出角度多圈信号，以提高工具机或自动化机器的精密度及动性的角度撷取及讯号处理装置。

背景技术

一般的高速及精密工具机或自动化机器，所使用的高动性伺服驱动组什，需要高准确度及动性角度回授组件来控制及量测传动系统方位，方可维持工具机或自动化机器的准确操作。现有的校正及测试方法，一般角度回授组件皆为增量式(incremental)编码器(encoder)，基于光电原理对工作环境或温度变化敏感，机械装配要求较高，因此其精准度及速度较不确定，相对的解角器高分辨率的增量式编码器价格昂贵但工作于电磁原理构造简单牢固，工作环境要求不高且属绝对式编码器适用于异步或同步驱动系统。申请人有鉴于此，乃秉持从事该项业务多年的经验，经不断研究、实验，遂萌生设计一种解角器角度撷取及讯号处理装置，尤指一种可供输出高动性单圈及多圈角度及速度信号，以利应用于工具机或自动化机器的校正及测试，进而提高其精准度及速度。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，以利整合于现代的数字控制系统，取代目前现有复杂又昂贵的模拟硬件式解角器及角度数字转换器，可供输出高动性单圈及多圈角度及速度信号，以利应用于工具机或自动化机器的校正及测试，进而提高其精准度及速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，包含解角器讯号同步撷取单元、偏差矫正器、观察器、追踪滤波器、三角函数信号产生器及积分器。其中，该讯号撷取单元提供激磁讯号至解角器由解角器同步所感的角度正弦sin及余弦cos讯号输出至矫正器，与模拟的角度偏差矫正器产生偏差矫正信号，再于观察器产生转角速度信号，模拟角度的正弦及余弦于追踪滤波器形成模拟的角度经由三角函数信号产生器产生及讯号，并回馈至偏差矫正器与及讯号比较连续校正实际角度构成控制回路经由积分器获得多圈角度信号，以利于工具机或自动化机器的方位控制及量测，进而提高系统的精准度及动性。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中该解角器激磁讯号由同步撷取单元所产生，因此，解角器转动角度所感应的解角器正弦讯号sin及余弦讯号cos与撷取讯号同步，进而达成与系统控制同步。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中该偏差信号由偏差矫正器所产生。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中将偏差信号直接产生转角速度信号ω，为观察器。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中该观察器为PI型观察器，以确保模拟角度与实际角度没有误差。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中将该转角速度信号ω形成模拟角度，为追踪滤波器，以降低两者间延迟。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中该追踪滤波器为多次元数字滤波器。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中产生及讯号为三角函数信号产生器。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中该三角函数信号产生器于产生及模拟讯号后，将其讯号回馈至偏差矫正器与实际角度的及讯号相比较。

前述的纯软件解角器角度撷取及讯号处理的方法，其中该角度多圈信号由积分器所产生。

本发明的有益效果是，以利整合于现代的数字控制系统，取代目前现有复杂又昂贵的模拟硬件式解角器及角度数字转换器，可供输出高动性单圈及多圈角度及速度信号，以利应用于工具机或自动化机器的校正及测试，进而提高其精准度及速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的较佳实施例电路方块图。

图中标号说明：

1解角器讯号同步撷取单元   2偏差矫正器

3观察器                   4追踪滤波器

5三角函数信号产生器       6积分器

具体实施方式

请参阅图1所示，为本发明的较佳实施例电路方块图。如图所示，本发明包含解角器讯号图步撷取单元1、偏差矫正器2、观察器3、追踪滤波器4、三角函数信号产生器5及积分器6。其中，该讯号撷取单元1供输出解角器转动角度的正弦sin及余弦cos讯号，将讯号及追踪的角度模拟的角度的形成及讯号，将其分别输至偏差矫正器2，于偏差矫正器2产生偏差信号