專利名稱：一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字增量式編碼器，更具體的說，涉及一種對數(shù)字增量式編碼器 進行斷線實時檢測的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在運動控制和電氣傳動領(lǐng)域內(nèi)，由于數(shù)字增量式編碼器耐用、抗沖擊、抗震 動、不易受干擾、精度高、解碼簡單等優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用。特別是在伺服電機驅(qū)動控制 中，數(shù)字增量式編碼器更是占據(jù)了絕大部分市場。不過，在伺服電機驅(qū)動控制中，如果數(shù)字 增量式編碼器的某一根線斷線，則伺服驅(qū)動器就不能正確的驅(qū)動控制伺服電機。如果不能 準確快速的進行報警，有可能會出現(xiàn)電機飛車，甚至更嚴重的有可能會導(dǎo)致伺服驅(qū)動器損 壞。所以準確快速的對數(shù)字增量式編碼器進行斷線檢測和報警，對伺服驅(qū)動器而言，非常重 要。目前，數(shù)字增量式編碼器主要有兩種，一種有A、B、Z、U、V、W信號，另一種只有A、 B、Z信號。其中UVW信號主要用來上電時檢測伺服電機轉(zhuǎn)子的初始位置，不過，由于目前已 經(jīng)有不需要UVW信號而可以在上電時有效準確的檢測伺服電機轉(zhuǎn)子的初始位置的算法，所 以帶UVW信號的數(shù)字增量式編碼器由于成本較高而逐漸被淘汰。本發(fā)明只針對有ABZ信號 的數(shù)字增量式編碼器。數(shù)字增量式編碼器的AB信號為正交脈沖信號，經(jīng)過解碼后可以進 行計數(shù)，也可以判斷出伺服電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。數(shù)字增量式編碼器的Z信號為機械角度 校準信號，伺服電機每轉(zhuǎn)一圈都會在固定的機械角度產(chǎn)生一個窄脈沖信號，這就是Z信號。 由于它相對伺服電機轉(zhuǎn)子的機械角度固定，所以它被用來校準經(jīng)過軟件計算出來的機械角 度，避免產(chǎn)生累計誤差。目前，數(shù)字增量式編碼器斷線檢測技術(shù)主要有以下幾種方法1)速度反饋值一般 都是根據(jù)編碼器反饋信號而得到。在運行狀態(tài)下，速度指令不為0，在限定時間內(nèi)檢測到的 速度反饋值一直為0，認為是編碼器斷線。2)直接檢測編碼器信號線的電平變化。如果在 限定的時間內(nèi)，檢測不到編碼器信號線的任何電平變化，認為是編碼器斷線。不過在待機狀 態(tài)下和零速狀態(tài)下，速度反饋值一直為0，編碼器信號線電平也不會有變化。即使在超低速 下，由于電機運行不能夠非常平穩(wěn)，也有可能出現(xiàn)在限定的時間內(nèi)，速度反饋值一直為0，而 且在超低速下編碼器信號線電平本身變化就非常緩慢。當(dāng)編碼器斷線時，編碼器信號輸入 電路懸空，有可能出現(xiàn)由于干擾的影響，導(dǎo)致編碼器信號輸入電路還有電平的變化，這樣就 有可能出現(xiàn)編碼器已經(jīng)斷線，但是檢測程序可以繼續(xù)檢測到編碼器信號電平的變化，速度 反饋值也不為0。由此看出，以上兩種方法都存在待機狀態(tài)下無法進行檢測，零速狀態(tài)下無 法進行檢測，檢測需要時間過長以及超低速下和有干擾下檢測準確度不高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崟r監(jiān)測，且監(jiān) 測精度高的對數(shù)字增量式編碼器進行斷線實時檢測的方法和系統(tǒng)。
為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法，包括(a)將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、Z相單端信號；(b)根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保持正交脈沖的物理特性對A相單端 信號和B相單端信號是否斷線進行判斷；(C)根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z相單端信號是否斷線進行 判斷；(d)根據(jù)步驟(b)和步驟(C)的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。其中，依據(jù)上述主要技術(shù)特征所述步驟(b)進一步包括(bl)對A相、B相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進行濾波；(b2)捕捉A相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時B相單端信號的電平；(b3)捕捉B相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時A相單端信號的電平；(b4)對A相單端信號和B相單端信號進行正交脈沖信號解碼，得到編碼器旋轉(zhuǎn)的 方向；(b5)如果順時針方向執(zhí)行步驟(b6)，如果逆時針方向執(zhí)行步驟(b7)；(b6)根據(jù)順時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是 否有斷線；(b7)根據(jù)逆時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是 否有斷線；(b8)根據(jù)步驟(b6)和步驟(b7)的判斷輸出故障狀態(tài)，如果沒有故障，執(zhí)行步驟 (bl)。其中，依據(jù)上述主要技術(shù)特征所述步驟(C)進一步包括(cl)對Z相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進行濾波；(c2)捕捉Z相單端信號的上升沿；(c3)在Z相單端信號的上升沿，記憶計數(shù)器的數(shù)值，然后對計數(shù)器清零，清零之后 觸發(fā)脈沖計數(shù)單元開始工作，對A相或者B相脈沖信號進行計數(shù)；(c4)計數(shù)器數(shù)值是否大于編碼器線數(shù)，如果大于，直接置故障位為1，如果小于， 執(zhí)行步驟(c5)；(c5)比較相鄰兩個計數(shù)器的數(shù)值，如果不等，直接置故障位為1 ；如果相等，執(zhí)行 步驟(cl)；本發(fā)明還提供一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的系統(tǒng)，包括差分信號轉(zhuǎn)換 單元、AB相單端信號判斷單元、Z相單端信號判斷單元和結(jié)果輸出單元；其中所述差分信號轉(zhuǎn)換單元，用于將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、Z 相單端信號； 所述AB相單端信號判斷單元，用于根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保持正
交脈沖的物理特性對A相單端信號和B相單端信號是否斷線進行判斷； 所述Z相單端信號判斷單元，用于根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z相單端信號是否斷線進行判斷；所述結(jié)果輸出單元，用于根據(jù)所述AB相單端信號判斷單元和所述Z相單端信號判 斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。其中，依據(jù)上述主要技術(shù)特征所述AB相單端信號判斷單元包括第一濾波處理單元、正交脈沖解碼單元、信號 捕捉和電平檢測單元和第一斷線判斷單元所述第一濾波處理單元，用于分別對A相、B相兩路單端信號進行濾波處理，采用 有效電平判斷法進行濾波，以便濾除掉干擾脈沖；所述正交脈沖解碼單元，用于對A相、B相兩路單端信號進行正交脈沖信號解碼；所述信號捕捉和電平檢測單元，用于捕捉A相單端信號的上升沿和下降沿，以及 檢測此時B相單端信號的電平；和用于捕捉B相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時 A相單端信號的電平；所述第一斷線判斷單元，用于根據(jù)順時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系， 判斷A相、B相單端信號是否有斷線；或者根據(jù)逆時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān) 系，判斷A相、B相單端信號是否有斷線；所述結(jié)果輸出單元，用于根據(jù)所述第一斷線判斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。其中，依據(jù)上述主要技術(shù)特征所述Z相單端信號判斷單元包括第二濾波處理單元、信號捕捉單元、脈沖計數(shù)單 元、第一比較單元和第二比較單元所述第二濾波處理單元，用于對Z相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷 法進行濾波；所述信號捕捉單元，用于捕捉Z相單端信號的上升沿；所述脈沖計數(shù)單元，用于在Z相單端信號的上升沿，記憶計數(shù)器的數(shù)值，然后對計 數(shù)器清零，清零之后觸發(fā)脈沖計數(shù)單元開始工作，對A相或者B相脈沖信號進行計數(shù)；所述第一比較單元，用于判斷計數(shù)器數(shù)值是否大于編碼器線數(shù)，如果大于，直接置 故障位為1，如果小于，則觸發(fā)第二比較單元；所述第二比較單元，用于根據(jù)第一比較單元的觸發(fā)比較相鄰兩個計數(shù)器的數(shù)值， 如果不等，直接置故障位為1 ；如果相等，則觸發(fā)所述第二濾波處理單元；所述第二斷線判斷單元，用于根據(jù)所述第一比較單元和第二比較單元的比較結(jié)果 對Z相單端信號線是否斷線進行判斷；所述結(jié)果輸出單元，用于根據(jù)第二斷線判斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法和系 統(tǒng)，分別根據(jù)A相、B相單端信號的正交性和Z相單端信號相對電機轉(zhuǎn)子的機械角度固定特 性，進行A、B、Z相單端信號的實時斷線檢測。上述A、B、Z相單端信號的這些特性是數(shù)字增 量式編碼器的物理特性，只要信號線連接良好，那么這些特性在任何情況和任何狀態(tài)下都 會保持的。一旦信號線連接出現(xiàn)問題，這些特性肯定會立刻消失，那么數(shù)字增量式編碼器斷 線實時檢測系統(tǒng)就會立刻發(fā)出故障信號，報出故障狀態(tài)。由此可以看出，本發(fā)明具有在任何 情況和任何狀態(tài)下，都可以快速準確的判斷出數(shù)字增量式編碼器某一相單端信號線是否有 斷線故障，從根本上解決了數(shù)字增量式編碼器的斷線實時檢測問題。


圖1是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字增量式編碼器順時針旋轉(zhuǎn)時的A相、B相、Z相的 單端信號圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字增量式編碼器逆時針旋轉(zhuǎn)時的A相、B相、Z相的 單端信號圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字增量式編碼器的斷線實時檢測的系統(tǒng)框圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字增量式編碼器的斷線實時檢測實施方法的詳細 流程圖；圖5是圖4中根據(jù)A相單端信號和B相單端信號保持正交脈沖的物理特性對A相 單端信號和B相單端信號是否斷線進行判斷的詳細流程圖；圖6是圖4中根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z相單端信號是否 斷線進行判斷的詳細流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明利用數(shù)字增量式編碼器A相、B相單端信號的正交性和Z相單端信號相對 電機轉(zhuǎn)子的機械角度固定特性，對數(shù)字增量式編碼器A、B、Z信號是否斷線進行快速準確的 判斷，從根本上解決了數(shù)字增量式編碼器的斷線實時檢測問題。如圖1所示為數(shù)字增量式編碼器順時針旋轉(zhuǎn)時的A相、B相、Z相的單端信號圖。 其中，A相、B相單端信號為正交脈沖信號，Z相單端信號為編碼器在固定的機械角度位置 產(chǎn)生的一個窄脈沖信號。當(dāng)數(shù)字增量式編碼器順時針方向旋轉(zhuǎn)時，從圖中可以看出，A相、B 相單端信號為正交脈沖信號，且A相單端信號超前于B相單端信號。正交脈沖信號的物理 特性決定了在A相單端信號的上升沿，B相單端信號的電平必定為低；在A相單端信號的下 降沿，B相單端信號的電平必定為高；在B相單端信號的上升沿，A相單端信號的電平必定 為高；在B相單端信號的下降沿，A相單端信號的電平必定為低。此時，如果A相差分信號 A+、A-中任何一根信號線或者兩根信號線斷線，那么經(jīng)過差分轉(zhuǎn)換之后的A相單端信號電 平不會再有變化，那么在B相單端信號的上升沿和下降沿，A相單端信號的電平都是一樣， 這樣就不符合正交脈沖信號的物理特性，說明該數(shù)字增量式編碼器A相單端信號線沒有連 接好。同樣，B相單端信號也是如此。如圖2所示為數(shù)字增量式編碼器逆時針旋轉(zhuǎn)時的A、B、Z的單端輸入信號圖。其 中，A相、B相單端信號為正交脈沖信號，Z相單端信號為編碼器在固定的機械角度位置產(chǎn)生 的一個窄脈沖信號。當(dāng)數(shù)字增量式編碼器逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，從圖中可以看出，A相、B相單 端信號為正交脈沖信號，且B超前于A。正交脈沖信號的物理特性決定了在B相單端信號的 上升沿，A相單端信號的電平必定為低；在B相單端信號的下降沿，A相單端信號的電平必 定為高；在A相單端信號的上升沿，B相單端信號的電平必定為高；在A相單端信號的下降 沿，B相單端信號的電平必定為低。此時，如果A相差分信號A+、A-中任何一根信號線或者 兩根信號線斷線，那么經(jīng)過差分轉(zhuǎn)換之后的A相單端信號電平不會再有變化，那么在B相單 端信號的上升沿和下降沿，A相單端信號的電平都是一樣，這樣就不符合正交脈沖信號的物 理特性，說明該數(shù)字增量式編碼器A相單端信號線沒有連接好。同樣，B相單端信號也是如此。如圖1和圖2所示，無論編碼器順時針方向還是逆時針方向旋轉(zhuǎn)，Z相單端信號都 是在固定的機械角度位置產(chǎn)生的一個窄脈沖信號，也就是說編碼器每轉(zhuǎn)一圈只會產(chǎn)生一個 Z相單端信號。那么每兩個Z相單端信號上升沿之間A相單端信號或者B相單端信號的脈 沖計數(shù)值必定是一樣的，而且其計數(shù)值最大不會超過編碼器的線數(shù)。如果計數(shù)不一樣或者 計數(shù)值超過編碼器線數(shù)，那么說明編碼器Z相單端信號線沒有連接好。本發(fā)明提供一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的系統(tǒng)，如圖3所示，包括差分 信號轉(zhuǎn)換單元100、AB相單端信號判斷單元200、Z相單端信號判斷單元300和結(jié)果輸出單 元400 ；其中所述差分信號轉(zhuǎn)換單元100，用于將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、 Z相單端信號；即將差分信號A+，A-轉(zhuǎn)換為單端信號A相單端信號，將差分信號B+，B-轉(zhuǎn) 換為單端信號B相單端信號，將差分信號Z+，Z-轉(zhuǎn)換為單端信號Z相單端信號。所述AB相單端信號判斷單元200，用于根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保 持正交脈沖的物理特性對A相單端信號和B相單端信號是否斷線進行判斷；所述Z相單端信號判斷單元300，用于根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特 性對Z相單端信號是否斷線進行判斷；所述結(jié)果輸出單元400，用于根據(jù)所述AB相單端信號判斷單元200和所述Z相單 端信號判斷單元300的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。進一步的實施例中，如圖3所示，所述AB相單端信號判斷單元200包括第一濾波處理單元201、正交脈沖解碼單元202、信號捕捉和電平檢測單元203和 第一斷線判斷單元204 所述第一濾波處理單元201，用于分別對A相、B相兩路單端信號進行濾波處理，采 用有效電平判斷法進行濾波，以便濾除掉干擾脈沖；所述正交脈沖解碼單元202，用于對A相、B相兩路單端信號進行正交脈沖信號解 碼；所述信號捕捉和電平檢測單元203，用于捕捉A相單端信號的上升沿和下降沿，以 及檢測此時B相單端信號的電平；和用于捕捉B相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此 時A相單端信號的電平；所述第一斷線判斷單元204，用于根據(jù)順時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān) 系，判斷A相、B相單端信號是否有斷線；或者根據(jù)逆時針方向時信號沿和電平之間的物理 關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是否有斷線；所述結(jié)果輸出單元400，用于根據(jù)所述第一斷線判斷單元204的判斷結(jié)果輸出故 障狀態(tài)。進一步的實施例中，如圖3所示，所述Z相單端信號判斷單元300包括第二濾波處理單元301、信號捕捉單元、脈沖計數(shù)單元、第一比較單元和第二比較 單元所述第二濾波處理單元301，用于對Z相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判 斷法進行濾波；所述信號捕捉單元302，用于捕捉Z相單端信號的上升沿；
所述脈沖計數(shù)單元303，用于在Z相單端信號的上升沿，記憶計數(shù)器的數(shù)值，然后 對計數(shù)器清零，清零之后觸發(fā)脈沖計數(shù)單元開始工作，對A相或者B相脈沖信號進行計數(shù)， 判斷計數(shù)器數(shù)值是否大于編碼器線數(shù)，如果大于，直接置故障位為1，如果小于，則比較相鄰 兩個計數(shù)器的數(shù)值，如果不等，直接置故障位為1 ；如果相等，則觸發(fā)所述第二濾波處理單 元 301 ；所述第二斷線判斷單元304，用于根據(jù)所述脈沖計數(shù)單元303的比較結(jié)果對Z相單 端信號線是否斷線進行判斷；所述結(jié)果輸出單元400，用于根據(jù)第二斷線判斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。本發(fā)明實施例還提供一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法，如圖4所示， 包括110、將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、Z相單端信號；具體為將差分信號A+，A-轉(zhuǎn)換為單端信號A相單端信號，差分信號B+，B-轉(zhuǎn)換 為單端信號B相單端信號，差分信號Z+，Z-轉(zhuǎn)換為單端信號Z相單端信號。120、根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保持正交脈沖的物理特性對A相單端 信號和B相單端信號是否斷線進行判斷；130、根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z相單端信號是否斷線進行 判斷；140、根據(jù)步驟120和步驟130的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。其中，在進一步的實施例中，如圖5所示，該圖5是圖4中根據(jù)A相單端信號和B相 單端信號保持正交脈沖的物理特性對A相單端信號和B相單端信號是否斷線進行判斷(步 驟120)的詳細流程圖，該步驟120進一步包括121、對A相、B相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進行濾波；122、捕捉A相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時B相單端信號的電平；123、捕捉B相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時A相單端信號的電平；124、對A相單端信號和B相單端信號進行正交脈沖信號解碼，得到編碼器旋轉(zhuǎn)的 方向；125、如果順時針方向執(zhí)行步驟126，如果逆時針方向執(zhí)行步驟127 ；126、根據(jù)順時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是 否有斷線；127、根據(jù)逆時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是 否有斷線；128、根據(jù)步驟126和步驟127的判斷輸出故障狀態(tài)，如果沒有故障，執(zhí)行步驟121。其中，在進一步的實施例中，如圖6所示，是圖4中根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械 角度固定的特性對Z相單端信號是否斷線進行判斷(步驟130)的詳細流程圖，所述步驟 130進一步包括131、對Z相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進行濾波；即對Z相單端信號進行濾波處理，濾除掉干擾脈沖。該濾波處理方法采用電平判 斷法，對Z相單端信號進行有效電平的判斷，無效電平信號被濾除。
132、捕捉Z相單端信號的上升沿；133、在Z相單端信號的上升沿，記憶計數(shù)器的數(shù)值，然后對計數(shù)器清零，清零之后 觸發(fā)脈沖計數(shù)單元開始工作，對A相或者B相脈沖信號進行計數(shù)；134、計數(shù)器數(shù)值是否大于編碼器線數(shù)，如果大于，直接置故障位為1，如果小于，執(zhí) 行步驟135 ；135、比較相鄰兩個計數(shù)器的數(shù)值，如果不等，直接置故障位為1，輸出故障狀態(tài)； 如果相等，執(zhí)行步驟131;應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法，其特征在于，包括(a)將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、Z相單端信號；(b)根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保持正交脈沖的物理特性對A相單端信號 和B相單端信號是否斷線進行判斷；(c)根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z相單端信號是否斷線進行判斷；(d)根據(jù)步驟(b)和步驟(c)的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法，其特征在于，所述 步驟(b)進一步包括(bl)對A相、B相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進行濾波； (b2)捕捉A相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時B相單端信號的電平； (b3)捕捉B相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時A相單端信號的電平； (b4)對A相單端信號和B相單端信號進行正交脈沖信號解碼，得到編碼器旋轉(zhuǎn)的方向；(b5)如果順時針方向執(zhí)行步驟(b6)，如果逆時針方向執(zhí)行步驟(b7)； (b6)根據(jù)順時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是否有 斷線；(b7)根據(jù)逆時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A相、B相單端信號是否有 斷線；(b8)根據(jù)步驟(b6)和步驟(b7)的判斷輸出故障狀態(tài)，如果沒有故障，執(zhí)行步驟(bl)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法，其特征在于，所述 步驟(c)進一步包括(cl)對Z相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進行濾波； (c2)捕捉Z相單端信號的上升沿；(c3)在Z相單端信號的上升沿，記憶計數(shù)器的數(shù)值，然后對計數(shù)器清零，清零之后觸發(fā) 脈沖計數(shù)單元開始工作，對A相或者B相脈沖信號進行計數(shù)；(c4)計數(shù)器數(shù)值是否大于編碼器線數(shù)，如果大于，直接置故障位為1，如果小于，執(zhí)行 步驟(c5)；(c5)比較相鄰兩個計數(shù)器的數(shù)值，如果不等，直接置故障位為1 ；如果相等，執(zhí)行步驟 (cl)；
4.一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的系統(tǒng)，其特征在于，包括差分信號轉(zhuǎn)換單 元、AB相單端信號判斷單元、Z相單端信號判斷單元和結(jié)果輸出單元；其中所述差分信號轉(zhuǎn)換單元，用于將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、Z相單 端信號；所述AB相單端信號判斷單元，用于根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保持正交脈 沖的物理特性對A相單端信號和B相單端信號是否斷線進行判斷；所述Z相單端信號判斷單元，用于根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z 相單端信號是否斷線進行判斷；所述結(jié)果輸出單元，用于根據(jù)所述AB相單端信號判斷單元和所述Z相單端信號判斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述AB相單端信號判斷單元包括第一濾波 處理單元、正交脈沖解碼單元、信號捕捉和電平檢測單元和第一斷線判斷單元所述第一濾波處理單元，用于分別對A相、B相兩路單端信號進行濾波處理，采用有效 電平判斷法進行濾波，以便濾除掉干擾脈沖；所述正交脈沖解碼單元，用于對A相、B相兩路單端信號進行正交脈沖信號解碼； 所述信號捕捉和電平檢測單元，用于捕捉A相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測 此時B相單端信號的電平；和用于捕捉B相單端信號的上升沿和下降沿，以及檢測此時A相 單端信號的電平；所述第一斷線判斷單元，用于根據(jù)順時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷A 相、B相單端信號是否有斷線；或者根據(jù)逆時針方向時信號沿和電平之間的物理關(guān)系，判斷 A相、B相單端信號是否有斷線；所述結(jié)果輸出單元，用于根據(jù)所述第一斷線判斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述Z相單端信號判斷單元包括第二濾波處 理單元、信號捕捉單元、脈沖計數(shù)單元、第一比較單元和第二比較單元所述第二濾波處理單元，用于對Z相單端信號進行濾波處理，采用有效電平判斷法進 行濾波；所述信號捕捉單元，用于捕捉Z相單端信號的上升沿；所述脈沖計數(shù)單元，用于在Z相單端信號的上升沿，記憶計數(shù)器的數(shù)值，然后對計數(shù)器 清零，清零之后觸發(fā)脈沖計數(shù)單元開始工作，對A相或者B相脈沖信號進行計數(shù)；所述第一比較單元，用于判斷計數(shù)器數(shù)值是否大于編碼器線數(shù)，如果大于，直接置故障 位為1，如果小于，則觸發(fā)第二比較單元；所述第二比較單元，用于根據(jù)第一比較單元的觸發(fā)比較相鄰兩個計數(shù)器的數(shù)值，如果 不等，直接置故障位為1 ；如果相等，則觸發(fā)所述第二濾波處理單元；所述第二斷線判斷單元，用于根據(jù)所述第一比較單元和第二比較單元的比較結(jié)果對Z 相單端信號線是否斷線進行判斷；所述結(jié)果輸出單元，用于根據(jù)第二斷線判斷單元的判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字增量式編碼器斷線實時檢測的方法和系統(tǒng)，該方法包括將A相、B相、Z相差分信號分別轉(zhuǎn)換為A相、B相、Z相單端信號；根據(jù)所述A相單端信號和B相單端信號保持正交脈沖的物理特性對A相單端信號和B相單端信號是否斷線進行判斷；根據(jù)Z相單端信號脈沖的機械角度固定的特性對Z相單端信號是否斷線進行判斷；根據(jù)上述判斷結(jié)果輸出故障狀態(tài)。以提供一種能夠?qū)崟r監(jiān)測，且監(jiān)測精度高的對數(shù)字增量式編碼器進行斷線實時檢測的方法和系統(tǒng)。
文檔編號G01R31/02GK101995533SQ200910108890
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者凡峻, 張科孟, 李永利 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司