[发明专利]一种用于动子位置信号综合处理的方法和装置

说明书

本发明公开了一种用于动子位置信号综合处理的方法，通过位置传感器获取动子的基准位置信号和实时位置信号，对实时位置信号依次进行滤波、剔除噪声、鉴频和倍频处理，对经处理之后的信号进行缺失判断，若存在缺失则进行缺失补偿，若不存在缺失，则进行延时判断，若存在延时则进行延时补偿，若未发生延时，则结合基准位置信号获取动子的运动方向和实时位移。本发明还公开了一种用于动子位置信号综合处理的装置。本发明能够接受多路来自传感器的动子位置信号，并将处理后的位置信号发送到上级控制器，实现直线电机的精确控制。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种用于动子位置信号综合处理的装置和方法。

背景技术

在长距离、大推力的提升系统及直线运动系统中，传统的旋转电机需要通过传动转换装置才能输出直线运动，而直线电机由于其特殊的结构可直接输出直线运动，使得其应用越来越广泛。为了实现对直线电机的精确控制，需要对动子位置信号作精确检测和有效处理，特别是在闭环控制系统中，实时精准地反馈动子位置信号显得尤为重要。

为了有效处理动子位置信号，多年以来国内外很多学者提出了不同的处理方法，都取得了各自不同的效果。2006年，上海交通大学的钱存元等人在高速磁浮列车动子位置检测系统的研究中，提出了一种针对单一传感器测量系统的位置算法，其位置检测精度低、误差大。安徽大学电气工程与自动化学院的学者采用高速相机采集相邻栅栏图像，由此他们分别提出了基于梯度法的图像均方差处理算法、基于多峰拟合相位相关算法和基于奇异值分解相位相关算法来获得动子的位置信息，其在试验过程中动子运动速度仅在0-1m/s之间，这种方法算法复杂、实时性较差，而且其采集的图像信息易受电机振动和灰尘等环境的影响，难以适合大功率、恶劣环境下高速电机的位置控制要求。2015年海军工程大学的王擎宇等人针对分段式直线电机提出了一种动子位置信号的处理方式，其通过传感器阵列获得一组正交编码信号，对正交编码信号进行数字滤波处理，再通过正交算法获得动子实时位置，但其采用的是分段式信号传输方式，信号需要逐级传输处理，各个单元之间依赖程度增加，不利于设备模块化发展，而且由此造成系统设备数量增加、体积增大，不满足设备集成化发展方向。

目前，国内关于动子位置检测及信号综合处理的方法有很多，但应用于如电磁发射这样长距离、大推力的特殊环境中还很罕见，其工程实际技术难度较高，与旋转电机及一般直线电机的动子位置检测与信号处理有较大差别。

直线电机未来应用领域广阔，特别是在电磁发射、磁悬浮列车等领域，由于其功率大、定子长、使用环境特殊，由此需要一套实时性好、可靠性高、位置测量精度高、环境适应性强、模块化及集成化程度高的动子位置信号综合处理装置。

发明内容：

为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供一种用于动子位置信号综合处理的装置和方法，能够接受多路来自传感器的动子位置信号，并将处理后的位置信号发送到上级控制器，实现直线电机的精确控制。

为了解决上述技术问题本发明的所采用的技术方案为：

一种用于动子位置信号综合处理的方法：

通过位置传感器获取动子的基准位置信号和实时位置信号，对实时位置信号依次进行滤波、剔除噪声、鉴频和倍频处理，对经处理之后的信号进行缺失判断，若存在缺失则进行缺失补偿，若不存在缺失，则进行延时判断，若存在延时则进行延时补偿，若未发生延时，则结合基准位置信号获取动子的运动方向和实时位移。

较佳地，实时位置信号为位置传感器通过正交编码器发出的正交编码信号，位置传感器发出两组正交编码信号第一组为A₁和B₁，第二组为A₂和B₂。