[发明专利]基于游标码道的绝对式磁编码器的角度校准方法

权利要求书

1.基于游标码道的绝对式磁编码器的角度校准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：获得敏感芯片的主码道和游标码道的原始数据；

步骤二：对步骤一获得的原始数据进行截取，获得一个完整圆周内的数据；

步骤三：根据所获得的完整圆周内的数据，计算出各个用于解算绝对位置的中间变量的偏差值；

步骤四：利用步骤三计算出的偏差值，分别获得校准各个中间变量的校准值；

步骤五：利用步骤四获得的校准值分别对各中间变量进行校准，获得校准后的中间变量；根据校准后的中间变量获得绝对位置数据；

所述步骤一的具体过程为：

关节单方向旋转时，按照预定的采样周期采集原始数据p_j，j＝0,1,2,…,k-1，p_j代表采集的第j个原始数据，k代表采集的绝对式磁编码器的原始数据个数；

根据采集的原始数据，计算得到主尺原始数据m_j和游标尺原始数据n_j；

所述步骤二的具体过程为：

主尺原始数据m_j和游标尺原始数据n_j组成原始数据序列(m_j,n_j)，j＝0,1,2,…,k-1，对原始数据序列作游标解算，获得未校准位置序列pos_raw_j，j＝0,1,2,…,k-1；

从未校准位置序列中截取角度值在0度到360度范围内的子序列pos_j′，j′＝j₀,j₀+1,…,j₁，j₀为所截取的圆周内第一个位置值为0度的下标，j₁为最后一个位置为360度的下标，则截取出的子序列pos_j′对应的原始数据子序列为(m_j′,n_j′)，将截取出的子序列的下标重新记为j′＝0,1,2,…,k₁-1，k₁＝j₁–j₀+1，k₁为子序列中元素个数；

原始数据子序列中的全部数据即为一个完整圆周内的数据；

所述步骤三的具体过程为：

tol_j′＝m_j′-n_j′*N/(N-1)

其中，tol_j′代表用于解算绝对位置的第j′个中间变量，N为主尺磁极对数；

检测m_j′的数据突变获得m_j′所在的极对序数b_j′，则第j′个中间变量tol_j′的理论值tol_c_j′为：tol_c_j′＝b_j′*D，D为定值，D＝360°/(N-1)，第j′个中间变量的偏差值ε_j′为：ε_j′＝tol_j′-tol_c_j′；

所述步骤四的具体过程为：

在步骤二的完整圆周上取16个点x_i，i＝0,1,2…15，将一个完整圆周的数据划分为16个区间，分别对每个区间中包含的中间变量的偏差值做线性拟合，得到16条拟合线段L_i，i＝0,1,2…15；

x_i点对应的校准值C_i＝(L_i(x_i)+L_i-1(x_i))/2，L_i(x_i)为拟合线段L_i在端点x_i处的值，L_i-1(x_i)为拟合线段L_i-1在端点x_i处的值，(x₀,C₀)、(x₁,C₁)、…、(x₁₅,C₁₅)顺次连接获得一条补偿折线；

各个中间变量的校准值的计算方法为：根据中间变量所在区间的上个端点校准值和下个端点校准值，利用线性插补的方法获得；

所述步骤五的具体过程为：

将中间变量与其对应的校准值做差，得到校准后的中间变量；对校准前的中间变量进行游标解算获得未校准前的位置数据pos_ref，对校准后的中间变量进行游标解算获得校准后的位置数据；

利用pos_ref与获得的校准后位置数据计算补偿值δ；其具体过程为：

对于当前第j′个中间变量tol_j′，补偿值δ_j′为：

其中，x为中间变量tol_j′的未校准前的位置，x₀为中间变量tol_j′的未校准前位置所在区间上个端点位置，x₁为中间变量tol_j′的未校准前位置所在区间下个端点位置，tol₀为中间变量tol_j′的校准后位置所在区间上个端点的校准值，tol₁为中间变量tol_j′的校准后位置所在区间下个端点的校准值；

则当前第j′个中间变量所在极对序数b_j′′为：

b_j′′＝mod(tol_j′-δ_j′,D)

解算出的当前绝对位置数据pos_j′为：

pos_j′＝m_j′+b_j′′*W

其中，W为磁极宽度。

2.根据权利要求1所述的基于游标码道的绝对式磁编码器的角度校准方法，其特征在于，所述绝对式磁编码器的码盘旋转方向分为如下两种情况：

一)若原始数据m_j在每个磁极对区间内增大，则校准值从前往后处理；

二)若原始数据m_j在每个磁极对区间内减小，则校准值从后往前处理。