[发明专利]一种正余弦编码器高速信号采集及细分方法和系统

权利要求书

1.一种正余弦编码器高速信号采集及细分方法，用于对正余弦编码器的转角的计算，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用高速数字化仪采集所述正余弦编码器输出的高速信号；

(2)对所述高速数字化仪采集的信号进行Kalman滤波，得到相位差90度的正弦数字信号A和余弦数字信号B；

(3)高速流盘存储所述正弦数字信号A和余弦数字信号B；

(4)对所述正弦数字信号A和余弦数字信号B进行反正切运算，计算得到信号每一点的相角信号ArcTan；

(5)计算信号起始点相角θ₀，即

其中，Line为编码器的物理线数，ArcTan(n₀)表示相角信号ArcTan在信号起始点的角度；

(6)计算信号结束点相角θ₂，即

其中ArcTan(n)表示相角信号ArcTan在信号结束点的度数；

(7)对相角信号ArcTan进行90°～-90°过零检测，通过累加器得到在整个ArcTan信号内共90°～-90°过零N次，计算得到半周期相角总角度

(8)计算得到编码器总旋转角度θ＝θ₀+θ₁+θ₂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2-6通过工控机处理器的上位机软件执行。

3.一种正余弦编码器高速信号采集及细分系统，用于对正余弦编码器的转角的计算，其特征在于，包括：正余弦编码器、高速数字化仪、高速流盘存储模块、Kalman滤波模块和反正切软件细分模块，其中：

所述高速数字化仪用于采集所述正余弦编码器输出的高速信号；

所述Kalman滤波模块用于对所述高速数字化仪采集的信号进行Kalman滤波，得到相位差90度的正弦数字信号A和余弦数字信号B；

所述高速流盘存储模块用于存储所述正弦数字信号A和余弦数字信号B；

所述反正切软件细分模块包括反正切运算模块、信号起点相角计算模块、信号终点相角计算模块、半周期截取和计数模块、转角输出模块；

所述反正切运算模块对所述正弦数字信号A和余弦数字信号B进行反正切运算，计算得到信号每一点的相角信号ArcTan；

所述信号起点相角计算模块计算信号起始点相角θ₀，即

其中，Line为编码器的物理线数，ArcTan(n₀)表示相角信号ArcTan在信号起始点的度数；

所述信号终点相角计算模块计算信号结束点相角θ₂，即

其中ArcTan(n)表示相角信号ArcTan在信号结束点的度数；

所述半周期截取和计数模块对相角信号ArcTan进行90°～-90°过零检测，通过累加器得到在整个ArcTan信号内共90°～-90°过零N次，计算得到半周期相角总角度

所述转角输出模块计算得到编码器总旋转角度θ＝θ₀+θ₁+θ₂。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述高速流盘存储模块、Kalman滤波模块和反正切软件细分模块通过工控机处理器的上位机软件执行。