基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及拉线编码器技术领域，具体涉及基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法及系统，所述方法执行以下步骤：所述方法执行以下步骤：步骤1：获取拉线位移编码器在获取数据时的姿态数据和环境数据，以及获取拉线位移编码器获取到的实验数据，实验数据作为修正前值。其通过采集拉线编码器在获取数据过程中的姿态数据和环境数据，以得获取实验数据过程中的各种误差，再通过计算得到的误差对数据进行修正，提升了数据的准确性；同时，本发明专利技术在计算误差时，没有使用传统的数据分析进行计算得到误差，而是基于时序映射后，对关键数据和非关键数据使用不同的方式计算得到，提升了处理的效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法及系统


[0001]本专利技术属于拉线编码器
，具体涉及基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法及系统。

技术介绍

[0002]编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
[0003]随着我国经济的不断发展和科技的进步，拉线位移编码器已经成为工业控制领域主要高精度测量产品，拉线位移编码器是光电和机械位移编码器在结构上的精巧集成，充分结合了光电编码器和机械测量的优点。拉线位移编码器特别适合适用于直线导轨系统，还适用于液压气缸系统、试验机、伸缩系统，仓储位置定位，压力机械，造纸机械，纺织机械，金属板材机械，包装机械，印刷机械，水平控制仪，建筑机械等相关尺寸测量和位置控制，电液伺服液压万能试验机的控制。能完全替代光栅尺使用。
[0004]但由于拉线编码器在工作过程中，往往会因为自身的因素或者环境的因素导致误差，使得拉线编码器获取到的数据准确率不符合要求。因此对拉线位移编码器的数据进行修正，可以在不对拉线位移编码器进行处理的情况下，就能大幅度提升拉线位移编码器的准确率。
[0005]专利号为CN201911419761.XA的专利公开了一种位置数据修正方法、装置和计算机可读存储介质。方法包括：获取预测的第一时刻的第一位置数据；当在第一时刻获取到第一定位数据时，根据第一定位数据以及第一位置数据得到定位误差值，获取在第一时间段对应的位置误差值，根据定位误差值和位置误差值修正第一位置数据，其中，第一时间段是第一时刻之前的时间段；当在第一时刻获取到与第一参照物之间的第一距离值时，根据第一位置数据在地图中确定与第一参照物之间的第二距离值，根据第一距离值和第二距离值修正第一位置数据。
[0006]其虽然能够根据定位误差值和位置预测误差修正第一位置数据，以此来提升数据的准确性，但该误差值修正方法无法应用到拉线位移编码器这种高精度设备中。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法及系统，其通过采集拉线编码器在获取数据过程中的姿态数据和环境数据，以得获取实验数据过程中的各种误差，再通过计算得到的误差对数据进行修正，提升了数据的准确性；同时，本专利技术在计算误差时，没有使用传统的数据分析进行计算得到误差，而是基于时
序映射后，对关键数据和非关键数据使用不同的方式计算得到，提升了处理的效率。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法，所述方法执行以下步骤：
[0010]步骤1：获取拉线位移编码器在获取数据时的姿态数据和环境数据，以及获取拉线位移编码器获取到的实验数据，实验数据作为修正前值；
[0011]步骤2：基于获取到的姿态数据和环境数据，使用预设的误差生成模型生成显著误差；
[0012]步骤3：基于获取到的实验数据，进行数据分析，以获取实验数据中的实验误差；
[0013]步骤4：基于获取到的实验误差对显著误差进行修正，生成修正后误差；
[0014]步骤5：按照时序顺序，将显著误差和实验数据进行时序映射，得到第一映射结果；同时按照时序顺序，将修正后误差和实验数据进行时序映射，得到第二映射结果；
[0015]步骤6：在第一映射结果中，进行分组，得到5个分组；基于得到的5个分组，在第二映射结果中，进行分组，得到20个子分组；同时，在20个子分组中，对实验数据进行关键数据分析，得到实验数据中的关键数据部分；
[0016]步骤7：对关键数据分布基于修正后误差进行修正，得到第一修正数据，对关键数据部分以外的其他所有数据，使用显著误差进行修正，得到第二修正数据；将第一修正数据和第二修正数据进行组合，得到修正后值。
[0017]进一步的，所述姿态数据包括：拉线位移编码器的外部属性和内部属性；所述外部属性包括：拉线编码器与水平方向的夹角和拉线位移编码器的移动速度；所述内部属性包括：拉线位移编码器的出线口拉力和最大往返速度。
[0018]进一步的，所述环境数据包括：工作电压、工作温度和震动强度。
[0019]进一步的，所述步骤2：基于获取到的姿态数据和环境数据，使用预设的误差生成模型生成显著误差的方法包括：使用如下公式，计算得到显著误差：其中，θ为拉线编码器与水平方向的夹角；γ为拉线位移编码器的移动速度；ε为工作电压；为拉线位移编码器的出线口拉力；δ为拉线位移编码器的最大往返速度；T为工作温度；S为震动强度；P为显著误差。
[0020]进一步的，所述步骤3中基于获取到的实验数据，进行数据分析，以获取实验数据中的实验误差的方法包括：确定基于实验数据以及实验数据的预测数据模拟获得的数据模拟模型；所述实验数据的预测数据为：基于拉线位移编码器获取到的历史实验数据，生成的数据；基于所述数据模拟模型，获得所述实验数据的预测数据的模拟数据与所述实验数据的误差模型；根据所述误差模型的数据变化趋势，确定表示所述数据变化趋势的多个绝对值误差数据，并将所述多个绝对值误差数据分别对应的模拟数据作为绝对值模拟数据，获得绝对值模拟数据组；对绝对值模拟数据组进行归一化处理，得到实验误差。
[0021]进一步的，所述数据模拟模型使用如下公式进行表示：其中，为生成的数据模拟模型进行数据模拟得到的模拟数据；N为实验数据和实验数据的预测数据的平均值；B为实验数据的预测数据；A为实验数据。
[0022]进一步的，所述基于所述数据模拟模型，获得所述实验数据的误差模型的方法包括：所述误差模型为数据模拟模型的共轭模型，对数据模拟模型进行共轭运算得到误差模型。
[0023]进一步的，所述步骤5中进行时序映射的方法包括：按照时序顺序，将显著误差和实验数据进行一对一连接；处于连接关系的显著误差和实验数据的处于同一时刻。
[0024]进一步的，所述步骤6中进行关键数据分析的方法包括：将20个分组中的实验数据按照顺序填充到到多维数据矩阵中；计算所述多维数据矩阵中每个数据元素的绝对值值，形成多维实验数据绝对值矩阵，包括以与所计算每个数据元素的距离小于等于多维数据矩阵的维度数的每个数据元素作为附近每个数据元素，结合该附近每个数据元素的位置和灰度值，形成多维局部绝对值矩阵，和以与所计算每个数据元素的距离大于多维数据矩阵的维度数的每个数据元素作为外围每个数据元素，结合所述外围每个数据元素的位置和灰度值，形成多维全局绝对值矩阵；从所述多维实验数据绝对值矩阵中选取具有最大值的每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于姿态模拟的拉线位移编码器数据修正方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：步骤1：获取拉线位移编码器在获取数据时的姿态数据和环境数据，以及获取拉线位移编码器获取到的实验数据，实验数据作为修正前值；步骤2：基于获取到的姿态数据和环境数据，使用预设的误差生成模型生成显著误差；步骤3：基于获取到的实验数据，进行数据分析，以获取实验数据中的实验误差；步骤4：基于获取到的实验误差对显著误差进行修正，生成修正后误差；步骤5：按照时序顺序，将显著误差和实验数据进行时序映射，得到第一映射结果；同时按照时序顺序，将修正后误差和实验数据进行时序映射，得到第二映射结果；步骤6：在第一映射结果中，进行分组，得到5个分组；基于得到的5个分组，在第二映射结果中，进行分组，得到20个子分组；同时，在20个子分组中，对实验数据进行关键数据分析，得到实验数据中的关键数据部分；步骤7：对关键数据分布基于修正后误差进行修正，得到第一修正数据，对关键数据部分以外的其他所有数据，使用显著误差进行修正，得到第二修正数据；将第一修正数据和第二修正数据进行组合，得到修正后值。2.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述姿态数据包括：拉线位移编码器的外部属性和内部属性；所述外部属性包括：拉线编码器与水平方向的夹角和拉线位移编码器的移动速度；所述内部属性包括：拉线位移编码器的出线口拉力和最大往返速度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环境数据包括：工作电压、工作温度和震动强度。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2：基于获取到的姿态数据和环境数据，使用预设的误差生成模型生成显著误差的方法包括：使用如下公式，计算得到显著误差：差：其中，θ为拉线编码器与水平方向的夹角；γ为拉线位移编码器的移动速度；ε为工作电压；为拉线位移编码器的出线口拉力；δ为拉线位移编码器的最大往返速度；T为工作温度；S为震动强度；P为显著误差。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述步骤3中基于获取到的实验数据，进行数据分析，以获取实验数据中的实验误差的方法包括：确定基于实验数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，单体明，
申请(专利权)人：济南轲盛自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：