一種反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法、裝置以及編碼器分頻裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】一種反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法、裝置以及編碼器分頻 裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種電機(jī)絕對(duì)位置的反饋方法、裝置以及 編碼器分頻裝置。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 伺服驅(qū)動(dòng)器與控制系統(tǒng)連接，反饋電機(jī)的絕對(duì)位置給控制系統(tǒng)。反饋時(shí)，涉及上電 后的初始絕對(duì)位置P0和后續(xù)增量絕對(duì)位置ΛΡ的傳送?？刂葡到y(tǒng)中獲取到初始絕對(duì)位置P0 和后續(xù)增量位置ΛΡ后，即可運(yùn)算得到電機(jī)的絕對(duì)位置。
[0003] 現(xiàn)有的反饋絕對(duì)位置的方法的示意圖如圖1所示，包括兩個(gè)部分：（1)增量位置信 息ΛΡ的傳輸：伺服驅(qū)動(dòng)器中通過(guò)CPLD/FPGA等編碼器分頻模塊對(duì)增量位置信息進(jìn)行處理 后，輸出正交的兩路脈沖，控制器接收該兩路脈沖后，對(duì)脈沖進(jìn)行正交解碼、鑒相、計(jì)數(shù)等操 作后獲取增量位置信息。（2)初始絕對(duì)位置P0的傳輸:伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)總線協(xié)議以數(shù)據(jù)的形 式直接將初始絕對(duì)位置信息傳送給控制器。該絕對(duì)位置反饋方法中，涉及兩個(gè)傳輸過(guò)程，方 案較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本較高，并且采用協(xié)議方式獲取初始絕對(duì)位置P0時(shí)，需要伺服驅(qū)動(dòng)器和 控制器端采用統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，因此能實(shí)現(xiàn)反饋方法的裝置的選擇范圍較為有限。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種反饋電機(jī)初 始絕對(duì)位置的方法、裝置以及編碼器分頻裝置，反饋方法實(shí)現(xiàn)成本較低，且適用性廣泛。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決：
[0006] -種反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法，包括以下步驟：1)將電機(jī)的初始絕對(duì)位置信 息從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，并根據(jù)十進(jìn)制數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)個(gè)數(shù)的脈沖波(PWM);2)對(duì)所述脈沖 波中的各脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)信息編碼產(chǎn)生A脈沖和B脈沖中的各個(gè)脈沖;3)將所述A脈 沖和B脈沖傳送給電機(jī)的控制器，解碼出所述脈沖波(PWM)的脈沖個(gè)數(shù)信息，得到電機(jī)的初 始絕對(duì)位置信息。
[0007] -種編碼電機(jī)初始絕對(duì)位置的裝置，包括脈沖波產(chǎn)生器、計(jì)數(shù)模塊、編碼模塊;所 述脈沖波產(chǎn)生器用于將電機(jī)的初始絕對(duì)位置信息從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，并根據(jù)十進(jìn)制數(shù) 據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)個(gè)數(shù)的脈沖波(PWM);所述計(jì)數(shù)模塊的輸入端連接所述脈沖波產(chǎn)生器的輸出端， 用于對(duì)接收的所述脈沖波(PWM)中的各脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù);所述編碼模塊的輸入端連接所述計(jì) 數(shù)模塊的輸出端，用于根據(jù)接收的計(jì)數(shù)信息編碼產(chǎn)生A脈沖和B脈沖中的各個(gè)脈沖。
[0008] -種編碼器分頻裝置，包括增量位置脈沖發(fā)生器和兩個(gè)脈沖信號(hào)輸出端口，所述 增量位置脈沖發(fā)生器用于將接收的增量位置信息轉(zhuǎn)換為A1脈沖信號(hào)和B1脈沖信號(hào)后，分別 從兩個(gè)脈沖信號(hào)輸出端口輸出；還包括如上所述的編碼電機(jī)初始絕對(duì)位置的裝置，以及第 一開關(guān)、第二開關(guān)和輸出控制單元;所述編碼電機(jī)初始絕對(duì)位置的裝置的A脈沖輸出端和B 脈沖輸出端分別連接第一開關(guān)的第一端、第二開關(guān)的第一端，所述增量位置脈沖發(fā)生器的 A1脈沖信號(hào)輸出端和B1脈沖信號(hào)輸出端分別連接第一開關(guān)的第二端、第二開關(guān)的第二端， 所述第一開關(guān)的輸出端、第二開關(guān)的輸出端分別連接所述兩個(gè)脈沖信號(hào)輸出端口；所述輸 出控制單元用于輸出同一控制信號(hào)控制第一開關(guān)和第二開關(guān)的輸出端在第一時(shí)間段內(nèi)與 第一端連通，在第一時(shí)間段之后的時(shí)間內(nèi)與第二端連通。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是：
[0010] 本發(fā)明的反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法，將電機(jī)的初始絕對(duì)位置信息轉(zhuǎn)換為十進(jìn) 制數(shù)據(jù)后，進(jìn)而轉(zhuǎn)換脈沖波個(gè)數(shù)信息，最后編碼產(chǎn)生A、B兩個(gè)脈沖信息，從而使得初始絕對(duì) 位置也可以通過(guò)脈沖方式反饋傳輸，無(wú)需再像以往那樣設(shè)計(jì)專門的協(xié)議傳輸過(guò)程，整體實(shí) 現(xiàn)成本較低。通過(guò)脈沖方式傳輸后，實(shí)現(xiàn)反饋方法所需要的硬件裝置的選取范圍較為廣泛， 對(duì)控制器要求較低，方案的適應(yīng)性廣泛，甚至可與傳統(tǒng)的增量位置信息的脈沖傳輸方案組 合后，共用部分組件，可達(dá)到進(jìn)一步節(jié)省成本的目的。 【【附圖說(shuō)明】】
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的反饋絕對(duì)位置的方法的狀態(tài)示意圖；
[0012] 圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法的狀態(tài)示意圖；
[0013] 圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法的一種優(yōu)選狀態(tài)示 意圖；
[0014] 圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的脈沖波PWM、計(jì)數(shù)信息、以及A脈沖和B脈沖的時(shí)序 圖；
[0015] 圖5是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的編碼器分頻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖6是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的編碼器分頻裝置中的各信號(hào)的時(shí)序圖；
[0017] 圖7是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的編碼器分頻裝置以及控制器端的信號(hào)的時(shí)序圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0018] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 如圖2所示，為本【具體實(shí)施方式】中的反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法的狀態(tài)示意圖， 通過(guò)處理，將初始絕對(duì)位置P0轉(zhuǎn)換為兩路脈沖波，通過(guò)脈沖波的形式從伺服驅(qū)動(dòng)器反饋至 控制器中，而不再像以往那樣通過(guò)復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)成本較高的協(xié)議方式進(jìn)行反饋。優(yōu)選地，如圖 3所示，傳送時(shí)，將轉(zhuǎn)換得到的A脈沖和B脈沖通過(guò)傳送增量位置ΛΡ對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖的通道 傳送給電機(jī)的控制器。這樣，可實(shí)現(xiàn)共用一個(gè)傳輸通道來(lái)傳輸初始絕對(duì)位置P0和增量位置 ΛΡ，可進(jìn)一步降低方案的實(shí)現(xiàn)成本。
[0020] 本【具體實(shí)施方式】中，反饋電機(jī)初始絕對(duì)位置的方法，包括以下步驟:1)將電機(jī)的初 始絕對(duì)位置信息從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，并根據(jù)十進(jìn)制數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)個(gè)數(shù)的脈沖波(PWM); 2)對(duì)所述脈沖波中的各脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)信息信息編碼產(chǎn)生A脈沖和B脈沖中的各個(gè) 脈沖;3)將所述A脈沖和B脈沖傳送給電機(jī)的控制器，解碼出所述脈沖波(PWM)的脈沖個(gè)數(shù)信 息，得到電機(jī)的初始絕對(duì)位置信息。
[0021] 電機(jī)的初始絕對(duì)位置信息中攜帶的數(shù)據(jù)信息，生成相應(yīng)十進(jìn)制個(gè)數(shù)的脈沖波。例 如，如圖4所示，對(duì)于初始絕對(duì)位置P0為"01010 Γ時(shí)，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的值為21，則生成具有21個(gè) 脈沖的脈沖波PWM。后續(xù)根據(jù)該脈沖波PWM編碼產(chǎn)生A脈沖和B脈沖中的各個(gè)脈沖。
[0022] 優(yōu)選地，編碼時(shí)，將計(jì)數(shù)信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，根據(jù)二進(jìn)制數(shù)據(jù)中第1位數(shù)據(jù)和第0位 數(shù)據(jù)的組合，控制A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)?？刂茣r(shí)，所述組合為00時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈 沖的電平狀態(tài)為同為低電平或者同為高電平;所述組合為〇1、1〇或者11時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B 脈沖的電平狀態(tài)為變化參考組合時(shí)的A脈沖和B脈沖其中一者的電平狀態(tài)后得到的電平狀 態(tài)，且變化時(shí)A脈沖和B脈沖是交替變化的，變化為高電平與低電平之間的轉(zhuǎn)換;所述組合為 01時(shí)，參考組合為00;所述組合為10時(shí)，參考組合為01;所述組合為11時(shí)，參考組合為10。上 述控制對(duì)應(yīng)關(guān)系，存在多種編碼映射關(guān)系。如下表1和表2為示例性的兩種編碼關(guān)系。
[0023] 表 1
[0024]
[0025] 表1中的編碼映射關(guān)系，組合為00時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為00。組合 為01時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為相對(duì)于組合為00時(shí)變化了 A脈沖的電平。組合為 10時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為相對(duì)于組合為01時(shí)變化了另一位B脈沖的電平。組 合為11時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為相對(duì)于組合為10時(shí)變化了 A脈沖的電平。
[0026] 表 2
[0027]
[0028] 表2中的編碼映射關(guān)系，組合為00時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為11。組合 為01時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為相對(duì)于組合為00時(shí)變化了 A脈沖的電平。組合為 10時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖和B脈沖的電平狀態(tài)為相對(duì)于組合為01時(shí)變化了另一位B脈沖的電平。組 合為11時(shí)，對(duì)應(yīng)的A脈沖