社会实践中的电机基本知识电机零位与编码器零位相位补偿方法与装置
的改进研究
在工业4.0时代，国家重点提升改造制造业和发展高端智能装备。伺服控制系统在自动化和高端智能装备中作为直接执行者，起着举足轻重的作用。永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM)以其高效率、高气隙磁密度、高功率因素、结构紧凑简单、线性响应等优点，已在数控机床、机器人、载人飞船、变频空调等场合得到广泛应用。
为了准确获取伺服电机零位和编码器零位之间的相位关系，我们需要了解各种编码器不同的相位对齐方法，这些方法以手动对齐为主，对齐基本步骤为：
向电机任意两相直接通入直流电，使电机转子锁定在固定位置，根据通电相序和方向即可确定电机转子被锁定位置的角度。
人工一边手动调节编码器与電機轉子的對應位置，一边通过調試工具，如示波器，可以显示編碼器反馈數據的設備觀察編碼器零位標志，当零位標志出現在調試工具上時，将編碼器轉轴固定在電機轉子上完成相位對齊。
这种人工找尋與校準零位十分費力，而且影響相關編碼器零位校準精度的一致性。因此，本文主要完善绝对式编码器電機零位與編碼器零 位之間的相期補償方法。
本文所描述的方法是先將绝对式编码 器隨意安裝在電機上，然后通過本文描述 的裝置獲取到绝对式 编碼 器 的 零 位 與 電 機 零 位 的 补償 角 度 ，驗證該補償 角 度 的 正確 性，最後將補償 角 度 儲存 到 絕對式 編 碼 器 自 帶 的EEPROM 中。伺服驅動 器 上 電 初始化 時，从EEPROM 中讀取補償 角 度 ，然後叠加到絕對式 編 碼 器 實 時 反 馈 角 度 上 即 可 獲 取 准 確 的 電 角。
為了確保整個過程都是正確的，本文提出四點考慮：
对于某些单圈绝对式编码器，其上电后需要转动一定角度才能输出标称分辨率的数值，在该角度内输出的数值分辨率比较低。但是如果没有达到这个角度，则CPU读出的绝对式 编码 器 数 值 精 度 低，导致 零 位 校 正 错 误 大，這會降低伺服驱動嘅性能。在进行补偿前必须确保转过足够多次标称分辨率，以提高数据精确性。
对于分体式绝对式 编码 器，由于装配原因，有可能导致其反馈数据有错误，因此在获取补偿之前必须检查反馈数据是否正确。
计算出补偿视图后，还需通过试运行来验证其正确性。
补偿视图写入EEPROM后，还需回读，以保证数据读写完整无误。
为了实现这些考虑点，本文设计了一个专用的控制系统框架，如图2所示，该框架包括两个阶段：第一阶段是在开关S处于“0”时进行计算；第二阶段是在开关S处于“1”时进行试运行并验证结果。此外，本文还提供了单一开关控制方式（如图3）和PC软件控制方式（如图5）的操作步骤，以及实验平台搭建（如图6）及其PC软件界面（如图7）。
实验结果表明，该方法操作简单、实用稳定，并且可以有效地解决现有的调节装置的问题。本文不仅提供了一种新的技术方案，也为进一步研究提供了理论基础，为工业4.0时代提出了实际可行性的解决方案。
