本發(fā)明涉及磁編碼器領(lǐng)域，特別是指一種磁編碼器的位置校正方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、磁編碼器是一種利用磁場變化來達(dá)到精確的位置檢測(cè)的傳感器，它能將機(jī)械位置轉(zhuǎn)換為精確的數(shù)字信號(hào)，用于各種需要位置反饋和控制的應(yīng)用。磁編碼器通常集成在伺服電機(jī)內(nèi)部，電機(jī)斷電后，由于以下幾個(gè)因素，其位置可能會(huì)發(fā)生變化：

2、1、外部因素：電機(jī)可能在斷電期間受到外力作用，如機(jī)械振動(dòng)等，導(dǎo)致其位置發(fā)生輕微偏移。

3、2、機(jī)械連接：電機(jī)可能通過齒輪、皮帶、鏈輪等機(jī)械連接與外部設(shè)備相連。這些連接可能由于磨損在斷電期間導(dǎo)致位置變化。

4、因此，當(dāng)電機(jī)重新上電時(shí)，其位置可能與斷電時(shí)位置不一致，從而導(dǎo)致上電后的值與實(shí)際位置不匹配，影響系統(tǒng)的精度和可靠性。由于磁編碼器是通過讀取磁場變化來獲取位置信息，在正常運(yùn)行期間，編碼器會(huì)實(shí)時(shí)更新當(dāng)前位置信息。當(dāng)電源斷開時(shí)，當(dāng)電機(jī)在斷電期間受到外部因素的影響，其位置可能會(huì)發(fā)生變化，這種變化不會(huì)被記憶。當(dāng)電源重新上電時(shí)，磁編碼器只能采集到單圈的位置信息，因此磁編碼器無法知道電機(jī)在斷電前和斷電期間旋轉(zhuǎn)了多少圈，導(dǎo)致最終的絕對(duì)當(dāng)前位置不準(zhǔn)確。為提高系統(tǒng)的可靠性、精度性、連續(xù)性和安全性，需要磁編編碼器可以實(shí)現(xiàn)斷電后多圈位置的記憶。

5、目前，市面上常見的實(shí)現(xiàn)方法主要為幾下幾種：

6、1、電池備份：在電機(jī)外部的獨(dú)立電池盒中備有內(nèi)置的電池，通過電纜與電機(jī)連接，這些電池在主電源斷電時(shí)為編碼器的關(guān)鍵電路和存儲(chǔ)器供電，以保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失。這種方法雖然可以實(shí)現(xiàn)斷電后當(dāng)前位置記憶保持有效，但電池壽命有限，需要定期更換和檢查，如果電池未能及時(shí)更換，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，增加了維護(hù)成本，而且電池性能可能受到環(huán)境、溫度、濕度等影響，極端條件下，可能會(huì)失效，具體潛在的電池故障的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)電池增加了編碼器的體積，在空間受限的應(yīng)用中可能無法滿足需求。

7、2、機(jī)械記憶：通過特殊的機(jī)械設(shè)計(jì)，如使用永磁體和機(jī)械位置標(biāo)記，來物理“記住”斷電時(shí)的位置。這種方法受精度限制，可能存在較大的位置誤差，而且機(jī)械部件容易受到磨損、震動(dòng)、污染等因素的影響，長期使用可能導(dǎo)致可靠性下降，設(shè)計(jì)和制造機(jī)械記憶系統(tǒng)成本也更高。

8、因此，針對(duì)上述存在的問題，非常有必要開發(fā)一種方法，該方法能夠使磁編碼器在斷電時(shí)可靠地記憶位置，同時(shí)確保安全性、減少維護(hù)需求，且不會(huì)增加額外的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提出一種磁編碼器的位置校正方法和裝置，能夠使磁編碼器上電時(shí)，得到準(zhǔn)確的位置信息，確保安全性、減少維護(hù)需求，且不會(huì)增加額外的成本。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種磁編碼器的位置校正方法，用于對(duì)磁編碼器上電瞬間獲取的位置信息進(jìn)行校正，將磁編碼器的位置信息分為多圈絕對(duì)值以及單圈絕對(duì)值分別進(jìn)行存儲(chǔ)，多圈絕對(duì)值為圈數(shù)與單圈的最大值的乘積，校正方法包括如下：

4、獲取磁編碼器斷電時(shí)存儲(chǔ)的第一多圈絕對(duì)值和第一單圈絕對(duì)值；獲取磁編碼器上電瞬間的位置信息，其包括第二單圈絕對(duì)值；

5、將第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)是否發(fā)生變化，若否，則將第一多圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值作為磁編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置信息；若是，則將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)加一或減一得到第二多圈絕對(duì)值，將第二多圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值作為磁編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置信息。

6、設(shè)定的閾值為單圈的最大值的二分之一；將第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定第一多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)是否發(fā)生變化，具體為：

7、若第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值大于設(shè)定的閾值，則多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)發(fā)生變化；若第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值小于等于設(shè)定的閾值，則多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)未發(fā)生變化。

8、當(dāng)多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，若第一單圈絕對(duì)值大于第二單圈絕對(duì)值，則將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)減一得到第二多圈絕對(duì)值；若第一單圈絕對(duì)值小于第二單圈絕對(duì)值，則將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)加一得到第二多圈絕對(duì)值。

9、還包括將第一單圈絕對(duì)值與第二單圈絕對(duì)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定磁編碼器的實(shí)際的位置信息的變化方向。

10、當(dāng)?shù)谝粏稳^對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值小于等于設(shè)定的閾值時(shí)，若第一單圈絕對(duì)值大于第二單圈絕對(duì)值，則編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置相對(duì)斷電前的位置為順時(shí)針移動(dòng)。

11、當(dāng)?shù)谝粏稳^對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值小于等于設(shè)定的閾值時(shí)，若第一單圈絕對(duì)值小于第二單圈絕對(duì)值，則編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置相對(duì)斷電前的位置為逆時(shí)針移動(dòng)。

12、當(dāng)?shù)谝粏稳^對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值大于設(shè)定的閾值時(shí)，若第一單圈絕對(duì)值大于第二單圈絕對(duì)值，則編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置相對(duì)斷電前的位置為逆時(shí)針移動(dòng)，將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)加一得到第二多圈絕對(duì)值。

13、當(dāng)?shù)谝粏稳^對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值大于設(shè)定的閾值時(shí)，若第一單圈絕對(duì)值小于第二單圈絕對(duì)值，則編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置相對(duì)斷電前的位置為順時(shí)針移動(dòng)，將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)減一得到第二多圈絕對(duì)值。

14、一種磁編碼器的位置校正裝置，包括

15、存儲(chǔ)器，將磁編碼器的位置信息分為多圈絕對(duì)值以及單圈絕對(duì)值分別進(jìn)行存儲(chǔ)，多圈絕對(duì)值為圈數(shù)與單圈的最大值的乘積；

16、數(shù)據(jù)獲取模塊，獲取磁編碼器斷電時(shí)存儲(chǔ)的第一多圈絕對(duì)值和第一單圈絕對(duì)值；獲取磁編碼器上電瞬間的位置信息，其包括第二單圈絕對(duì)值；

17、校正模塊，將第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)是否發(fā)生變化，若否，則將第一多圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值作為磁編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置信息；若是，則將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)加一或減一得到第二多圈絕對(duì)值，將第二多圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值作為磁編碼器上電瞬間的實(shí)際的位置信息。

18、存儲(chǔ)器配置為高位存儲(chǔ)多圈絕對(duì)值，低位存儲(chǔ)單圈絕對(duì)值，且存儲(chǔ)器的高位和低位分配的實(shí)際位數(shù)由磁編碼器的分辨率來決定。

19、由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

20、1、本發(fā)明中，通過獲取斷電瞬間和上電瞬間的單圈絕對(duì)值與設(shè)定閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果確定多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)是否發(fā)生變化，進(jìn)而對(duì)上電瞬間的位置信息進(jìn)行校正，確保在電力恢復(fù)時(shí)，能夠立即得到準(zhǔn)確位置信息，保證精度和可靠性。

21、2、本發(fā)明中，設(shè)置成第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值大于設(shè)定的閾值，則多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)發(fā)生變化，再將第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值進(jìn)行比較確定將第一多圈絕對(duì)值的圈數(shù)加一或減一得到第二多圈絕對(duì)值；若第一單圈絕對(duì)值和第二單圈絕對(duì)值之間的差值的絕對(duì)值小于等于設(shè)定的閾值，則多圈絕對(duì)值在磁編碼器斷電后和上電前的期間內(nèi)未發(fā)生變化，計(jì)算方法簡單、實(shí)現(xiàn)容易。

22、3、本發(fā)明中，還包括將第一單圈絕對(duì)值與第二單圈絕對(duì)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定磁編碼器的實(shí)際的位置信息的變化方向，即確定磁編碼器對(duì)比上一次斷電前，其實(shí)際位置是發(fā)生順時(shí)針移動(dòng)還是逆時(shí)針移動(dòng)。

23、4、本發(fā)明中，在電源恢復(fù)后，無需進(jìn)行耗時(shí)的重新校準(zhǔn)或?qū)ふ覅⒖键c(diǎn)，能快速恢復(fù)到正常狀態(tài)；對(duì)于減少停機(jī)時(shí)間和提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要，適用于需要高精度位置控制的場合，避免因?yàn)槲恢眯畔㈠e(cuò)誤而引入誤差，確保位置信息的精確性。

24、5、本發(fā)明可應(yīng)用于電梯、軌道交通和航空航天等安全關(guān)鍵的系統(tǒng)中，這種位置信息的掉電保持功能，可以防止由于位置信息丟失或錯(cuò)誤導(dǎo)致的潛在危險(xiǎn)情況；無需安裝電池，不用考慮定期維護(hù)和檢查電池狀態(tài)，減少了硬件成本和復(fù)雜性，不用擔(dān)心安裝電池盒會(huì)影響空間和美觀。