[发明专利]一种多对极磁电编码器动态多窗口区间预测角度细分方法

摘要

一种多对极磁电编码器动态多窗口区间预测角度细分方法，用于准确判断磁电编码器多对极角度对应的极数；本发明的方法包括：(1)解算单对极及多对极磁电编码器角度值；(2)依据多对极磁电编码器角度值建立动态多窗口；(3)依据动态多窗口解算编码器的多对极角度值对应的极数；(4)依据动态多窗口、单对极角度值、多对极角度值进行多对极磁电编码器角度值细分。

主权项

1.一种多对极磁电编码器动态多窗口区间预测角度细分方法，其特征在于：所述方法的具体实现过程为：步骤一：解算单对极及多对极磁电编码器角度值以16对极磁电编码器为例进行说明，其中16对极磁钢是32个N、S轴向充磁磁片形成的环形磁钢；为了解算单对极与多对极磁电编码器角度值，通过霍尔信号采集板上的单对极霍尔与多对极霍尔获得单对极d轴霍尔值d1、单对极q轴霍尔值q1、多对极d轴霍尔值d2、多对极q轴霍尔值q2，利用单对极d轴霍尔值d1与单对极q轴霍尔值q1计算单对极角度θ单，利用多对极d轴霍尔值d2与多对极q轴霍尔值q2计算多对极角度θ多，角度计算采用反正切计算方法，其数学模型如公式(1)所示:步骤二：依据多对极磁电编码器角度值建立动态多窗口在得到单对极角度值θ单及多对极角度值θ多后，为了确定单对极角度值θ单对应的多对极角度值θ多的极数N，采用动态窗口进行多对极角度值θ多的极数N的判断，动态窗口θ1的数学模型如式(2)所示，其中多对极对应的当前窗口角度值为θ2∈(0～65536LSB):依据动态窗口θ1的数学模型建立多对极角度值对应的当前窗口角度值θ2、上窗口角度值θ3与下窗口角度值θ4的数学模型如式(3)所示：步骤三：依据动态多窗口解算编码器的多对极角度值对应的极数以单对极磁电编码器角度值θ单(0‑65536LSB)为横坐标，多对极编码器的当前窗口角度值θ2(0‑65536LSB)、上窗口角度值θ3(0‑65536LSB)以及下窗口角度值θ4(0‑65536LSB)对应的窗口极数映射项为纵坐标，以此确定出每个单对极磁电编码器角度值θ单对应的多对极编码器的当前窗口角度值θ2的当前窗口极数N1、上窗口极数N2以及下窗口极数N3的数值，在获得映射关系后，依据多对极编码器的当前窗口角度值θ2的当前窗口极数N1、上窗口极数N2以及下窗口极数N3对当前单对极角度值θ单对应的当前窗口角度值θ2的最终的极数N进行判断；根据多对极编码器的当前窗口角度值θ2的当前窗口极数N1、上窗口极数N2、下窗口极数N3的大小关系以及当前窗口角度值θ2所处的象限(0‑16384LSB,16384‑32768LSB,32768‑49152LSB,49152‑65536LSB)对当前窗口角度值θ2的最终极数N进行计算，其具体过程为：首先将单对极角度值θ单投影在512(29)个区间内，根据式(2)建立动态多窗口；然后建立多对极编码器的当前窗口角度值θ2的当前窗口极数N1、上窗口极数N2、下窗口极数N3与512个单对极区间角度值间的映射关系并制成表格；在实际工作状态下，通过单对极角度值θ单的高9位查找该表格，得到多对极编码器的当前窗口角度值θ2的当前窗口极数N1、上窗口极数N2、下窗口极数N3；在获得当前窗口角度值θ2的当前窗口极数N1、上窗口极数N2、下窗口极数N3后执行逻辑判断，如果上窗口极数N2大于当前窗口极数N1，并且当前多对极角度值θ2位于第一象限(0‑16384LSB)内，则最终的多对极编码器的当前窗口角度值θ2的极数N为N1+1；如果当前窗口极数N1大于下窗口极数N3，并且多对极编码器的当前窗口角度值θ2位于第四象限(49152‑65536LSB)内，则多对极编码器的当前窗口角度值θ2的最终的极数N为N1‑1；步骤四：依据动态多窗口、单对极角度值、多对极角度值进行多对极磁电编码器角度值细分通过上述方法对多对极编码器的当前窗口角度值θ2所处的最终的极数N进行判断计算，实现多对极编码器角度值θ多在整圈圆周上的细分，细分后的角度值θ5的数学模型如公式(4)所示：θ5＝65536×N+θ2        (4)本示例为16对极磁电编码器，因此最后细分后的磁电编码器的最大角度分辨率为65535*16＝1048576(LSB)。