[发明专利]一种增量式光电编码器信号丢失的处理方法

说明书

本发明提供了一种增量式光电编码器信号丢失的处理方法，属于电机控制技术领域。它解决了对增量式编码器密闭的机械结构出现破损或者瑕疵时增量式编码器信号出现丢失的问题。本处理方法用于当增量式光电编码器信号丢失时对丢失的增量式光电编码器信号进行预测并得出对应丢失信号的信号预测值，包括如下步骤：S1、对现期数据值Y_t进行二次指数平滑法预测；S2、进行插值与拟合处理；S3、进行一元回归分析处理；S4、进行趋势预测算法得出对应信号丢失的信号预测值。本处理方法具有在对增量式编码器密闭的机械结构出现破损或者瑕疵导致信号丢失时能够准确预测其丢失信号值从而信号连续有效避免控制系统无法正常工作，以提升系统稳定性的优点。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种增量式光电编码器信号丢失的处理方法。

背景技术

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90ordm，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

作为驱动缝纫机的主要部件电机，其必不可少的一个部分就是位置传感器，又称编码器，为了满足市场更高的要求，现在一般采用光电编码器。由于增量式编码器具有高精度以及高分辨率的特点，因此，越来越多采用增量式编码器。如公开的公开号为CN106301105A，名称为基于增量式光电编码器多极电机磁极位置检测方法的中国专利，该方法利用增量式编码器、倍频电路、计数器、存储器及清零回路来实现，初始状态通过磁极定位找到磁极的初始状态；然后进行上电运行当转子转过一个角度时光电编码器发出一个脉冲信号，通过计时器计数得到可以被控制电路读取的数字信号，即转子的位置信号。但增量式编码器也存在一定的缺点，其中最突出的就是对于恶劣环境下使用提出的高保护要求，否则环境因素可能会造成增量式编码器的信号容易丢失，导致控制系统崩溃的严重后果。

为了解决上述问题，现有一般采用机械结构完全密封的方式，就是通过机械结构将增量式编码器完全密封起来以避免外界环境对其的影响。但仍然会存在以下可能问题：在使用中，一旦用于对增量式编码器密闭的机械结构出现破损或者瑕疵的时候，外界环境就会对其进行影响，从而可能导致增量式编码器信号丢失进而导致控制系统无法正常工作，甚至崩溃。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种增量式光电编码器信号丢失的处理方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种增量式光电编码器信号丢失的处理方法，用于当增量式光电编码器信号丢失时对丢失的增量式光电编码器信号进行预测并得出对应丢失信号的信号预测值，其特征在于，定义现期数据值Y_t为现期的实际数据值，现期为程序执行的第t个时钟周期，即预测前最后一个时钟周期的实际数据值；为现期往后第T个时钟周期的预测值；该处理方法包括如下步骤：

S1、对现期数据值Y_t进行二次指数平滑法预测，具体预测计算公式如下：

其中，

α为平滑常数，0＜α＜1；St为现期的一个中间计算值，为S_t一次指数的平滑值，为S_t二次指数的平滑值；定义该步骤得到的值为(指数)；

S2、进行插值与拟合处理，具体计算公式如下：

其中，