[发明专利]一种光电编码器的误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及自适应神经模糊推理技术，属于定向导航领域，具体涉及一种光电编码器的误差补偿方法。

背景技术

光电编码器又称为光电角位置传感器，是一种集光、机、电一体的数字测角传感器，它采用光电转换技术可将机械轴的角位置信息转换成相应的数字代码输出，可实现对角度、速度和其他机械物理量的测量。与其他同类用途的传感器相比，具有不易受外界噪音特别是磁场的影响，光电编码器具有分辨力高、测量精度高、寿命长、工作可靠性好、测量范围广、体积小、重量轻和易于维护等优点，因此被广泛地应用于雷达、光电经纬仪、指挥仪、机器人和高精度闭环调速系统等诸多领域。但是，由于光电编码器在使用一段时间后会因弹性元件疲劳、运动机件磨损及腐蚀、电子元器件的老化以及其在运输过程中因振动或碰撞都会造成误差，这样会影响光电编码器的测量精度。因此，如何降低各种干扰对光电编码器测量精度的影响是工程应用中必须解决的问题。

在现有技术中的光电编码器进行误差补偿的主要方法分别为：Orton等的论文《Automatic self-calibration of an incremental motion encoder》提出了一种采用三个或更多读数头的方法来消除角度传感器的大部分误差，但这种方法对读数头安装精度及制造工艺要求严格，过程复杂且成本很高。张礼松、管炳良的论文《关于坐标测量机研制中圆光栅误差修正技术》采用非线性最小二乘拟合法对圆光栅安装偏心带来的分度误差来进行误差修正，该方法误差测量时使用到24面棱体及光电自准直仪，这样操作起来较为繁琐，此外，最小二乘法是一种局部搜索技术，易陷入局部最优，而得不到全局最优解，且补偿效果一般。熊文卓、孔智勇、张炜的论文《光电轴角编码器光电信号正交性偏差的相量校正方法》提出了采用相量校正方法消除高精度光电轴角编码器的细分误差中的正交性偏差，但该方法需要以正弦信号为基准，并设计专门的信号处理电路，通过精密调节确保余弦信号的幅值与正弦信号严格相等才可以消除正交性误差，此外该方法只是针对正交性偏差的补偿。洪喜、续志军、杨宁的论文《基于径向基函数网络的光电编码器误差补偿法》提出了一种基于径向基函数网络模型的光电编码器误差修正技术，该方法需要以23位高精度编码器作为基准来检测16位光电编码器，操作较繁琐，数据量太小且补偿效果一般。赵人杰、马文礼的论文《利用误差谐波补偿法提高金属圆光栅测角精度》采用误差谐波法来消除稳定的可重复性误差源，该方法所使用的标校系统由23面棱体和自准直仪组成，且需要确定10个系数，该方法的操作复杂，耗时较长。高贯斌、王文、林铿、陈子辰的论文《圆光栅角度传感器的误差补偿及参数辨识》使用光电自准直仪和金属多面体对圆光栅角度传感器的测量误差进行离散标定，提出了一种基于正弦函数的圆光栅角度传感器误差补偿模型，采用粒子群算法求解7个模型参数，该方法的求解步骤较为繁琐，耗时较长。

综上所述，目前对光电编码器进行误差补偿的主要方法均存在误差补偿过程较繁琐和补偿精度低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光电编码器的误差补偿方法，该方法进行误差补偿的过程较为简单，以达到提高补偿精度的目的。

该方法所涉及的设备包括光电编码器、转台和控制器，其中，光电编码器安装在转台上且保持二者同轴，控制器通过数据线连接至光电编码器。该方法的具体步骤为：

S00、获取训练样本。