[发明专利]一种基于线性霍尔传感器的编码器装置及容错控制方法

权利要求书

1.一种基于线性霍尔传感器的编码器装置，其特征在于，包括：线性霍尔传感器模块、信号解析模块、磁环模块；

所述线性霍尔传感器模块包括四个线性霍尔传感器，四个所述线性霍尔传感器成，相邻两个所述线性霍尔传感器成90°夹角分布，所述线性霍尔传感器用于获取磁环模块中磁场的强度；

所述信号解析模块与所述线性霍尔传感器模块连接，所述信号解析模块用于对线性霍尔传感器输出的电信号进行处理并得出角度；

所述磁环模块套接在转子上，所述磁环模块用于产生随电信号改变而改变的磁场。

2.一种基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，适用于如权利要求1所述的基于线性霍尔传感器的编码器装置，其特征在于，所述基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获得四个线性霍尔传感器的输出波形，根据输出波形获取四个线性霍尔传感器相互之间的相位差、幅值差；

步骤2：根据相位差、幅值差判断线性霍尔传感器的错误类型；

步骤3：根据不同的错误类型选择不同角度计算方法；获取至少一个角度作为编码器的输出角度来对电机旋转角度进行调整，使电机平稳旋转。

3.如权利要求2所述的基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，其特征在于，所述步骤2中所述的错误类型包括：

错误类型1：一个线性霍尔传感器损坏；错误类型2：相对的两个线性霍尔传感器损坏；错误类型3：相邻的两个线性霍尔传感器损坏；错误类型4：三个线性霍尔传感器损坏；错误类型5：四个线性霍尔传感器均损坏。

4.如权利要求3所述的基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，其特征在于，所述错误类型1的判断方式为：

当只存在两个输出相位差为90°时，则为错误类型1；

所述错误类型2的判断方式为：

当不存在输出相位差为90°，且相对线性霍尔传感器的输出相位差为180°时，则为错误类型2；

所述错误类型3的判断方式为：

当只存在一个输出相位差为90°，且相对线性霍尔传感器的输出相位差不为180°时，则为错误类型3；

所述错误类型4的判断方式为：

当不存在输出相位差为90°，且相对线性霍尔传感器的输出相位差不为180°时，则为错误类型4；

所述错误类型5的判断方式为：

当无输出时，则判断为错误类型5。

5.如权利要求3或4所述的基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，其特征在于，所述步骤3中根据不同的错误类型进行相应的错误补偿的具体方法如下：

当为错误类型1时，在剩余三个线性霍尔传感器的输出信号中取两组正交信号，利用正交锁相环计算法计算得到两个角度，以获得的两个角度的算数平均值作为准确角度；

当为错误类型2时，将利用剩余两个线性霍尔传感器输出信号的幅值信息相互补偿，通过直接计算法获得一个角度，以获得的一个角度作为准确角度；

当为错误类型3时，将剩余两个相互正交的霍尔信号利用正交锁相环计算法计算得到一个角度，以获得的一个角度作为准确角度；

当为错误类型4时，利用剩余的一个线性霍尔传感器的输出信号，通过直接计算法获得一个角度，以获得的一个角度作为准确角度。

6.如权利要求5所述的基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，其特征在于，所述正交锁相环计算方法为：

x_β(t)＝A sinω₀t

其中，x_β(t)为正交线性霍尔传感器的测量信号，ω₀为测量信号的频率，A为测量信号的幅值，ε(t)为鉴相输出，为经过正交锁相环处理后测量信号的角频率，为经过正交锁相环处理后测量信号的角位置。

7.如权利要求5所述的基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，其特征在于，所述直接计算方法为：

其中，A为线性霍尔传感器输出信号的幅值，K为线性霍尔传感器输出信号的偏移量，x(t)为线性霍尔传感器输出信号的当前值，为最终求得的测量信号的角位置。