[发明专利]最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的初值算法

说明书

本发明公开了一种最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的初值算法，所述方法步骤如下：在拟合曲线的初始状态查找已知数据点的最值，假定最值为当前数据区间的极值，通过极值计算幅值A；计算曲线的分界零点，根据分界零点计算数据量的周期，将数据组在周期内的分布作为周期的初值进行多次拟合得到频率B；通过幅值A计算直流分量D；根据曲线的标准表达式推导计算相位C，将计算出的初值A、B、C、D带入最小二乘法进行曲线拟合，通过对初值进行快速准确的计算，以达到高效计算初值，提高最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的效率和准确率的目的。

技术领域

本发明涉及最小二乘法曲线拟合校正磁编码器技术领域，具体涉及一种最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的初值算法。

背景技术

磁编码器是一种基于磁阻效应或霍尔效应的新型轴角传感器，被广泛应用于工业，农业以及航天领域。正余弦磁编码器的输出是转子角位置的正余弦信号。但由于纵多非理想因素的影响，磁编码器输出的正余弦信号往往存在直流误差，幅值误差和相位误差，直接进行解调必将造成较大的解调误差。而现有技术方案中通常依据具体使用环境仅从某一种主要误差考虑增加相关的硬件校正，调试手段也需要人工方式进行配合修正，为解决上述问题采用基于最小二乘法的曲线拟合对磁编码器进行校正。

但是对于非线性的周期性曲线的拟合，该算法是需要迭代的，也就是需要给定初值，而初值是否合适直接关系到迭代是否收敛，拟合是否成功。这种算法要求能够给定与最佳结果相近的初值，其中对于曲线的拟合，频率的估算复杂，影响磁编码器校正的准确率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的初值算法，以达到高效计算初值，提高最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的效率和准确率的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种最小二乘法曲线拟合校正磁编码器的初值算法，所述算法步骤如下：在拟合曲线的初始状态查找已知数据点的最值，假定最值为当前数据区间的极值，通过极值计算幅值A；计算曲线的分界零点，根据分界零点计算数据量的周期，将数据组在周期内的分布作为周期的初值进行多次拟合得到频率B；通过幅值A计算直流分量D；根据曲线的标准表达式推导计算相位C，将计算出的初值A、B、C、D带入最小二乘法进行曲线拟合。

进一步地，所述最值包括:最大值和最小值，所述极值包括：极大值和极小值，所述计算幅值A的具体方法是：(极大值-极小值)/2，假定当前数据区间的极大值和极小值就是最佳曲线的最大值和最小值(实际情况下待拟合点可能集中分布在一个波形的某一小段如1/4周期或1/8周期，在这一小段区间上的最大值和最小值称为极大值和极小值，也就是说它不一定是幅值)，然后用极大值减去极小值得到纵坐标的范围，在假定的情况下幅值为最大值减去最小值的差的一半，这里就是幅值。

进一步地，所述分界零点是以X为零作为分界线，所述计算曲线的分界零点的方法是：取所有纵坐标求和后的平均值作为分界零点，在不能保证保证所有曲线都是以x＝0作为分界线时，利用平均值计算分界零点。

进一步地，所述根据分界零点计算数据量的周期的具体方法是：将曲线上的点逐一与分界零点进行比较，当出现下一个点与上一个点正好处于分界零点两侧时，记录过零点个数的变量自增加一，定义过零点的个数cont_num，两次经过零点即为一个周期T，所以T＝(cont_num-1)/2。

进一步地，所述将数据组在周期内的分布作为周期的初值进行多次拟合得到频率B的具体方法是：将数据组依次在1、1/2、1/3、……、1/i个周期进行拟合，直到拟合的手链度达到指定的精度，所述频率B＝2*π*f,f＝n/(1/(1+lum))＝n*(1+lum)，依次拟合时若上一次拟合失败则继续向下拟合，直到拟合成功。