[发明专利]一种基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，增量式编码器输出的信号经过信号处理模块处理，所述信号处理模块将增量编码器输出的信号转化为一对反向信号输入至FPGA模块，通过FPGA模块对增量式编码器进行故障检测，FPGA模块包括断线故障检测单元及多码故障检测单元；

所述多码故障检测单元检测到编码器A相的信号的上升沿或下降沿时A相脉冲计数加1，同时当检测到编码器Z相信号的上升沿时A相脉冲计数清0，

在编码器Z相的上升沿时去判断编码器A相脉冲计数是否大于编码器线数阈值上限，如果是，则编码器A相多码计数加1，

当编码器A相多码计数等于多码次数阈值时，判断为A相多码故障；

所述多码故障检测单元检测到编码器B相的信号的上升沿或下降沿时B相脉冲计数加1，于此同时当检测到编码器Z相信号的上升沿时B相脉冲计数清0，

在编码器产生Z相上升沿时去判断编码器B相脉冲计数是否大于编码器线数阈值上限，如果是，则编码器B相多码计数加1，

当编码器B相多码计数等于多码次数阈值时，判断为B相多码故障；

所述断线故障检测单元根据编码器A相、B相及Z相各对反向信号对编码器A相、B相及C相连接是否断线进行判断；

其中，所述多码故障检测单元在FPGA模块上并行对编码器的A相B相缺码进行检测。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，所述断线故障检测单元根据编码器A相、B相及Z相各对反向信号对编码器A相、B相及C相连接是否断线进行判断具体为：所述断线故障检测单元对编码器A相输入的一对反向信号a+或a-，B相输入的一对反向信号b+或b,Z相输入的一对反向信号z+或z-进行故障检测判断，当A相的反相信号a+或a-不为1时，则A相为连接故障；当B相的反相信号b+或b-不为1时，则B相为连接故障；当C相的反相信号c+或c-不为1时，则C相为连接故障。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，所述FPGA模块还包括缺码故障检测单元，所述缺码故障检测单元在编码器产生Z相上升沿时去判断编码器A相脉冲计数是否小于编码器线数阈值下限，如果是，则编码器A相缺码计数器加1，当编码器A相缺码计数等于缺码次数阈值时，判断为编码器A相缺码故障；

所述缺码故障检测单元在编码器Z相的上升沿时去判断编码器B相脉冲计数是否小于编码器线数阈值下限，如果是，则编码器B相缺码计数器加1，当编码器B相缺码计数等于缺码次数阈值时，判断为编码器B相缺码故障。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，所述FPGA模块还包括缺码故障检测单元，所述缺码故障检测单元在编码器产生Z相上升沿时去判断编码器A相或B相的脉冲计数值是否大于编码器线数设定值，如果是，则判断为编码器Z相缺码。

5.根据权利要求3所述的基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，所述多码故障检测单元在编码器产生Z相上升沿时去判断编码器A相和B相缺码计数是否均大于缺码次数阈值并且A相和B相的相邻两圈脉冲计数值是否不相等，如果是，则判断为Z相多码。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，所述FPGA模块还包括故障优先级区分单元，所述故障优先级区分单元对断线故障检测或者多码故障检测优先等级进行设置。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA的增量式编码器故障诊断方法，其特征在于，所述FPGA模块还包括线数配错检测单元，所述线数配错检测单元在编码器产生Z相上升沿时去判断编码器A相和B相缺码计数是否均大于缺码次数阈值或者编码器A相和B相多码计数是否均大于多码次数阈值，并且编码A相和B相的相邻两圈脉冲计数值是否相等，如果是，则判断为线数配错检测逻辑。