昆明理工大学郭瑜获国家专利权
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龙图腾网获悉昆明理工大学申请的专利一种增量式光编码器刻线与细分误差补偿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116295118B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211595489.2,技术领域涉及:G01B11/26;该发明授权一种增量式光编码器刻线与细分误差补偿方法是由郭瑜;尹兴超;樊家伟;邹翔;李超;陈鑫设计研发完成,并于2022-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种增量式光编码器刻线与细分误差补偿方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种增量式编码器刻线误差与细分误差的补偿方法,本发明首先在2倍频下对编码器角度信号进行采集并计算成IAS信号,随后对IAS信号进行S‑G滤波,用于抑制刻线位置与信号宽度误差分量引起的速度波动,其次计算其幅值调制函数并计算信号宽度误差,最后利用信号宽度误差与幅值调制函数计算刻线位置误差;用信号宽度误差、刻线位置误差对4倍频角度信号进行补偿,利用补偿后的4倍频角度信号估算非正交误差,利用信号宽度误差、刻线位置误差、非正交误差对编码器4倍频角度信号再进行补偿,提高增量式编码器测量精度;本发明方法可以在不增加成本的条件下,提高装备了伺服系统的机床、工业机器人等设备的性能。
本发明授权一种增量式光编码器刻线与细分误差补偿方法在权利要求书中公布了:1.一种增量式编码器刻线误差与细分误差的补偿方法,其特征在于,步骤如下: 1在2倍频、4倍频下采集增量式光编码器的A、B、Z三个相位的角度信号,获得A相2倍频角度信号、B相2倍频角度信号、4倍频角度信号,同时采集角度发生变化的时间间隔; 2利用向前差分法将A相2倍频角度信号、B相2倍频角度信号转换为A相2倍频瞬时角速度信号、B相2倍频瞬时角速度信号,使用S-G滤波器对A相2倍频瞬时角速度信号、B相2倍频瞬时角速度信号中刻线位置与信号宽度误差分量引起的速度波动进行抑制; 3利用步骤2中抑制了刻线位置与信号宽度误差分量引起的速度波动后的A相2倍频瞬时角速度信号、B相2倍频瞬时角速度信号分别计算A相2倍频幅值调制函数、B相2倍频幅值调制函数,然后利用A相2倍频幅值调制函数、B相2倍频幅值调制函数分别估算A相信号宽度误差、B相信号宽度误差; 所述A相、B相的信号宽度误差估算公式为: 式中,N为信号长度,M为编码器光栅数,为A相或B相的2倍频幅值调制函数,i为信号序号,即i=1、2、3.....; 4利用步骤3的A相、B相2倍频幅值调制函数、信号宽度误差分别估算A相、B相的刻线位置误差; 所述刻线位置误差估算公式为: 5利用步骤3A相、B相的信号宽度误差和步骤4A相、B相的刻线位置误差对步骤1中的4倍频角度信号进行补偿; 补偿公式为: 式中,为补偿了刻线位置误差与信号宽度误差后的4倍频角度信号,θ×4为4倍频角度信号,为A相刻线位置误差,为B相刻线位置误差,为A相信号宽度误差,为B相信号宽度误差; 6利用向前差分法将步骤5补偿后的4倍频角度信号转换为4倍频瞬时角速度信号,然后采用S-G滤波器对4倍频瞬时角速度信号抑制非正交误差引起的速度波动; 7用步骤6抑制了非正交误差引起的速度波动后的4倍频瞬时角速度信号计算4倍频幅值调制函数,然后用4倍频幅值调制函数估算非正交误差; 非正交误差估算公式为: 式中,为4倍频幅值调制函数,为非正交误差; 8利用步骤3A相、B相的信号宽度误差、步骤4A相、B相的刻线位置误差、步骤7的非正交误差对编码器4倍频角度信号再进行补偿,提高增量式编码器测量精度; 补偿公式为: 式中,为补偿了细分与刻线误差之后的4倍频角度。
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