本發(fā)明涉及伺服控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種編碼器的濾波方法及裝置。

背景技術(shù)：

在伺服電機(jī)控制中，編碼器是電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)裝置，對(duì)于伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制至關(guān)重要。常見(jiàn)的編碼器可以分為增量型編碼器和絕對(duì)值型編碼器。絕對(duì)值型編碼器就是對(duì)應(yīng)一圈，每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯一與該角度對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)值，通過(guò)外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量。絕對(duì)值型編碼器分辨率高，控制準(zhǔn)確，但是由于其價(jià)格較高，所以不能完全取代增量型編碼器。

增量型編碼器就是電機(jī)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)單位的角度時(shí)就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，通常為A相、B相、Z相輸出。其中，Z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。由于增量型編碼器單圈分辨率較低，所以導(dǎo)致電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中容易產(chǎn)生抖動(dòng)，特別是在低速運(yùn)行的情況下。為了消除電機(jī)低速抖動(dòng)，現(xiàn)在比較常用的濾波方法比如有三二濾波。該方法是取相鄰的三個(gè)點(diǎn)，如果兩個(gè)點(diǎn)為高則脈沖輸出高，如果為低則輸出低。然而，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：這種方法可以濾掉比較窄的脈沖，但是對(duì)于稍寬的脈沖的話(huà)，該方法就不能濾除。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于使用增量型編碼器的伺服控制系統(tǒng)，仍然無(wú)法有效消除電機(jī)低速抖動(dòng)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明部分實(shí)施方式的目的在于提供一種編碼器的濾波方法及裝置，使得可以有效濾除電機(jī)低速抖動(dòng)時(shí)的波形，從而可以提高伺服的控制精度和穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種編碼器的濾波方法，包括：檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向；根據(jù)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)⒕幋a器在即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)輸出的特定波形濾除；其中所述特定波形為與所述當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向不相符的波形。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種編碼器的濾波裝置，包括：檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向；濾波模塊，用于根據(jù)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)⒕幋a器在即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)輸出的特定波形濾除；其中所述特定波形為與所述當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向不相符的波形。

本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，由于電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易出現(xiàn)抖動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致編碼器輸出一些反轉(zhuǎn)波形，而該些反轉(zhuǎn)波形的存在容易影響伺服的控制精度以及電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，并且采用現(xiàn)有的三二濾波方法難以有效濾除該種低速抖動(dòng)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)波形，而本實(shí)施方式基于電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通常不會(huì)發(fā)生加速度突變的情況，通過(guò)預(yù)先判斷出電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向再對(duì)接下來(lái)的反轉(zhuǎn)波形進(jìn)行濾除，從而可以準(zhǔn)確、有效地排除電機(jī)低速抖動(dòng)對(duì)伺服控制精度的影響，有利于電機(jī)的穩(wěn)定性。

另外，所述檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，具體包括：統(tǒng)計(jì)當(dāng)前時(shí)刻之前的第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間；其中，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段和所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間段相連續(xù)；根據(jù)所述正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和所述反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間判斷所述電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。通過(guò)統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間，并根據(jù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間，可以準(zhǔn)確判斷出電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

另外，根據(jù)所述正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和所述反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間判斷所述電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，具體包括：如果所述正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間與所述反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間之比大于第一預(yù)設(shè)閾值，則判定所述當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蜻\(yùn)轉(zhuǎn)；如果所述正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和所述反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間之比小于第二預(yù)設(shè)閾值，則判定所述當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。由此，可以方便地判斷出電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

另外，所述統(tǒng)計(jì)當(dāng)前時(shí)刻之前的第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間，具體包括：在所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)所述編碼器輸出的A相、B相脈沖的延遲關(guān)系判斷所述電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向；其中所述A相脈沖超前所述B相脈沖四分之一周期時(shí)，判定所述電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蜻\(yùn)轉(zhuǎn)；所述A相脈沖落后所述B相脈沖四分之一周期時(shí)，判定所述電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)；統(tǒng)計(jì)所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向以及與所述實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)。由此，可以高效地計(jì)算出電機(jī)當(dāng)前的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

另外，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段為兩個(gè)脈沖周期。通過(guò)統(tǒng)計(jì)兩個(gè)脈沖周期內(nèi)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間，從而可以準(zhǔn)確判斷電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

另外，當(dāng)所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段的起始時(shí)間為所述電機(jī)的初始運(yùn)行時(shí)間時(shí)，在所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)所述電機(jī)的初始運(yùn)轉(zhuǎn)方向，將編碼器在所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)實(shí)際輸出的特定波形濾除；其中，所述特定波形為與所述初始運(yùn)轉(zhuǎn)方向不相符的波形。從而，可以消除電機(jī)在初始運(yùn)行時(shí)間出現(xiàn)抖動(dòng)時(shí)對(duì)伺服控制精度的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式編碼器的濾波方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式編碼器的濾波方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式編碼器的濾波方法中電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)編碼器輸出的A相、B相脈沖的轉(zhuǎn)換順序示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式編碼器的濾波方法中電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)編碼器輸出的A相、B相脈沖的轉(zhuǎn)換順序示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式編碼器的濾波方法的濾波示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式編碼器的濾波裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式編碼器的濾波裝置中檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種編碼器的濾波方法，舉例而言，該濾波方法可以應(yīng)用于增量型編碼器的濾波。

如圖1所示，該濾波方法包括如下步驟：

步驟102：檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

步驟104：根據(jù)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)⒕幋a器在即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)輸出的特定波形濾除。其中特定波形為與當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向不相符的波形。

通常，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生加速度突變，電機(jī)不會(huì)突然發(fā)生反轉(zhuǎn)，即電機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向是穩(wěn)定的。所謂電機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，對(duì)于增量型編碼器而言，例如可以是指若干個(gè)脈沖周期內(nèi)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向。因此，在步驟102中，檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，即可作為電機(jī)下一時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向。從而，在步驟104中，當(dāng)在第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)編碼器輸出的脈沖，實(shí)際判斷出電機(jī)瞬時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，不輸出該運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的瞬時(shí)脈沖。比如說(shuō)，電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向是正向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)前時(shí)刻為t，在t時(shí)刻之后的第一個(gè)脈沖周期內(nèi)，例如在t1時(shí)刻至t2時(shí)刻之間，檢測(cè)到一個(gè)A相脈沖P1，且根據(jù)t1時(shí)刻脈沖P1的跳變關(guān)系判斷出電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，在第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，則不輸出該脈沖P1，即當(dāng)t1時(shí)刻之前的A相脈沖為低時(shí)，在t1至t2時(shí)刻之間繼續(xù)輸出低，或者，當(dāng)t1時(shí)刻之前的A相脈沖為高時(shí)，在t1至t2時(shí)刻之間繼續(xù)輸出高。

本實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用電機(jī)運(yùn)行時(shí)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不會(huì)發(fā)生突變的規(guī)律，根據(jù)檢測(cè)出的電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，將即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的，與當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的波形濾除，從而使得伺服控制系統(tǒng)可以在消除電機(jī)低速抖動(dòng)的影響的前提下對(duì)電機(jī)提供更為精確的控制，有利于提高電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種編碼器的濾波方法。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：在第二實(shí)施方式中，進(jìn)一步限定了電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向的檢測(cè)的方法，使得檢測(cè)到的電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向較為準(zhǔn)確。

如圖2所示，本實(shí)施方式的濾波方法包括如下步驟：

步驟202：檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

步驟202中，包括如下子步驟：

子步驟2022：統(tǒng)計(jì)當(dāng)前時(shí)刻之前的第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間。

子步驟2022中，第二預(yù)設(shè)時(shí)間段和第一預(yù)設(shè)時(shí)間段在時(shí)間上相連續(xù)。

為了準(zhǔn)確地判斷電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，需要合理設(shè)定第二預(yù)設(shè)時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)，舉例而言，第二預(yù)設(shè)時(shí)間段可以設(shè)定為兩個(gè)脈沖周期，即在每?jī)蓚€(gè)脈沖周期內(nèi)，分別統(tǒng)計(jì)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間。第一預(yù)設(shè)時(shí)間段可以為一個(gè)脈沖周期。這樣，在當(dāng)前時(shí)刻，由當(dāng)前時(shí)刻起，取早于當(dāng)前時(shí)刻的兩個(gè)脈沖周期作為第二預(yù)設(shè)時(shí)間段，由當(dāng)前時(shí)刻起，取下一個(gè)脈沖周期作為第一預(yù)設(shè)時(shí)間段。子步驟2022中，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前時(shí)刻之前的第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間具體包括：

在第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)編碼器輸出的A相、B相脈沖的延遲關(guān)系判斷電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向。以增量型編碼器為例，增量型編碼器輸出A相、B相、Z相脈沖，其中，當(dāng)A相脈沖超前B相脈沖四分之一周期時(shí)，判定電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)A相脈沖落后B相脈沖四分之一周期時(shí)，判定電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)該延遲關(guān)系，可以得到如圖3、圖4所示，電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)、反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，A相脈沖和B相脈沖的轉(zhuǎn)換順序。根據(jù)圖3、圖4所示的A相脈沖、B相脈沖的轉(zhuǎn)換順序，可以在編碼器中預(yù)設(shè)脈沖轉(zhuǎn)換與電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該對(duì)應(yīng)關(guān)系如表一所示。

表一

再根據(jù)表一所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以判斷出電機(jī)瞬時(shí)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向。在判斷出電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向之后，可以統(tǒng)計(jì)與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)，本實(shí)施方式中，統(tǒng)計(jì)第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向以及與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)。例如，當(dāng)A相脈沖或者B相脈沖發(fā)生跳變時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)A相脈沖和B相脈沖再次發(fā)生跳變時(shí)，可以統(tǒng)計(jì)出兩次跳變之間的時(shí)長(zhǎng)，并且可以判斷出兩次跳變之間的電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

子步驟2024：根據(jù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間判斷電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

具體而言，如果正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間與反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間之比大于第一預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。如果正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間之比小于第二預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。第一預(yù)設(shè)閾值和第二預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。例如，當(dāng)電機(jī)是由反向運(yùn)轉(zhuǎn)向正向運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，該第一預(yù)設(shè)閾值例如可以設(shè)置為20％，由于電機(jī)低速抖動(dòng)的時(shí)間非常短，所以電機(jī)由反向運(yùn)轉(zhuǎn)切向正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由抖動(dòng)而導(dǎo)致的正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間通常不會(huì)大于20％。同樣，當(dāng)反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間遠(yuǎn)大于正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間時(shí)，即正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間之比小于第二預(yù)設(shè)閾值，第二預(yù)設(shè)閾值例如為5％，而5％這個(gè)數(shù)值可以根據(jù)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生抖動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)得出，則判斷出電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。

步驟204：根據(jù)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)⒕幋a器在即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)輸出的特定波形濾除。

值得一提的是，本實(shí)施方式中，當(dāng)?shù)诙A(yù)設(shè)時(shí)間段的起始時(shí)間為電機(jī)的初始運(yùn)行時(shí)間時(shí)，在第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，還可以根據(jù)電機(jī)的初始運(yùn)轉(zhuǎn)方向，將編碼器在第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)實(shí)際輸出的特定波形濾除。該特定波形為與初始運(yùn)轉(zhuǎn)方向不相符的波形。

結(jié)合圖5所示，對(duì)本實(shí)施方式的濾波方法進(jìn)行舉例說(shuō)明如下：

圖5中，Direct示出了電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向，包括電機(jī)發(fā)生抖動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，其中，當(dāng)Direct為高時(shí)，表示電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)Direct為低時(shí)，表示電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。Real_A、Real_B分別為編碼器實(shí)際輸出的A相、B相脈沖，F(xiàn)ilter_A、Filter_B為采取本實(shí)施方式的濾波方法濾波后輸出的波形。如表二所示，為根據(jù)Real_A、Real_B的輸出以及表一確定出的電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向Direct。

表二

由圖5可知，在t0至t1的脈沖周期內(nèi)，A相脈沖出現(xiàn)了一個(gè)反轉(zhuǎn)，實(shí)際為電機(jī)出現(xiàn)了一次抖動(dòng)，在t1至t2的脈沖周期內(nèi)，B相脈沖出現(xiàn)了一個(gè)反轉(zhuǎn)，實(shí)際為電機(jī)出現(xiàn)了一次抖動(dòng)。由于抖動(dòng)造成的反轉(zhuǎn)時(shí)間并不會(huì)很長(zhǎng)，所以t0至t2兩個(gè)脈沖周期內(nèi)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間遠(yuǎn)大于反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間，所以在t2時(shí)刻，可以判斷出，電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，接下來(lái)，在t2至t3時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)反轉(zhuǎn)脈沖，由于當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)電機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎颍钥梢暂敵鰹V除掉該反轉(zhuǎn)脈沖的波形給伺服系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電機(jī)的精確控制，提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對(duì)某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)；對(duì)算法中或者流程中添加無(wú)關(guān)緊要的修改或者引入無(wú)關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種編碼器的濾波裝置。

如圖6所示，該濾波裝置6包括：

檢測(cè)模塊60，用于檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

濾波模塊61，用于根據(jù)電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)⒕幋a器在即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)輸出的特定波形濾除。其中特定波形為與當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向不相符的波形。

通常，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生加速度突變，電機(jī)不會(huì)突然發(fā)生反轉(zhuǎn)，即電機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向是穩(wěn)定的。所謂電機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，對(duì)于增量型編碼器而言，例如可以是指若干個(gè)脈沖周期內(nèi)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向。因此，可以將檢測(cè)模塊60檢測(cè)到的電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，作為電機(jī)下一時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向。從而，濾波模塊61在第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)編碼器輸出的脈沖，實(shí)際判斷出電機(jī)瞬時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，可以輸出將該脈沖濾除后的波形。

本實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用電機(jī)運(yùn)行時(shí)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不會(huì)發(fā)生突變的規(guī)律，根據(jù)檢測(cè)出的電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向，將即將到來(lái)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的，與當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的波形濾除，從而使得伺服控制系統(tǒng)可以在消除電機(jī)低速抖動(dòng)的影響的前提下對(duì)電機(jī)提供更為精確的控制，有利于提高電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的裝置實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實(shí)施方式中。

值得一提的是，本實(shí)施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)邏輯單元可以是一個(gè)物理單元，也可以是一個(gè)物理單元的一部分，還可以以多個(gè)物理單元的組合實(shí)現(xiàn)。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實(shí)施方式中并沒(méi)有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題關(guān)系不太密切的單元引入，但這并不表明本實(shí)施方式中不存在其它的單元。

本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及一種編碼器濾波裝置。第四實(shí)施方式在第三實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：在第四實(shí)施方式中，對(duì)檢測(cè)模塊做出了進(jìn)一步限定，使得檢測(cè)到的電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向較為準(zhǔn)確。

如圖7所示，第四實(shí)施方式的檢測(cè)模塊60包括：

運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)子模塊601，用于統(tǒng)計(jì)當(dāng)前時(shí)刻之前的第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間。其中，第二預(yù)設(shè)時(shí)間段和第一預(yù)設(shè)時(shí)間段相連續(xù)，

整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向判斷子模塊602，用于根據(jù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間和反向運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間判斷電機(jī)當(dāng)前的整體運(yùn)轉(zhuǎn)方向。

其中，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)子模塊還包括：

實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向判斷子單元，用于在第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)編碼器輸出的A相、B相脈沖的延遲關(guān)系判斷電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向。其中A相脈沖超前B相脈沖四分之一周期時(shí)，判定電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)檎蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。A相脈沖落后B相脈沖四分之一周期時(shí)，判定電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)榉聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)。統(tǒng)計(jì)子單元，用于統(tǒng)計(jì)第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向以及與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)。

本實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、有效地將電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)由于抖動(dòng)產(chǎn)生的異常波形濾除，從而提高伺服系統(tǒng)的控制精度以及電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

由于第二實(shí)施方式與本實(shí)施方式相互對(duì)應(yīng)，因此本實(shí)施方式可與第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，在第二實(shí)施方式中所能達(dá)到的技術(shù)效果在本實(shí)施方式中也同樣可以實(shí)現(xiàn)，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第二實(shí)施方式中。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個(gè)設(shè)備(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。