双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法和系统与流程

技术特征：
1.双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤s1，向轴角编码器发送编码触发请求，分析所述编码触发请求后，向轴角编码器对应的双通道旋转变压器施加相应的励磁电源；采集双通道旋转变压器在励磁电源作用下的输出电压，并根据所述输出电压的电压浮动状态，调整励磁电源的电源输出；步骤s2，当双通道旋转变压器处于电压浮动正常状态时，采集轴角编码器的编码输出结果；分析所述编码输出结果，以此确定轴角编码器是否存在跳码故障；当存在跳码故障时，对轴角编码器进行热红外摄像，从而获得轴角编码器内部的热红外影像；步骤s3，分析所述热红外影像，以此确定轴角编码器内部存在的温度异常区域；再对所述温度异常区域进行冷却降温处理，从而使所述温度异常区域的温度下降至预设目标温度以下。2.如权利要求1所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法，其特征在于：在所述步骤s1中，向轴角编码器发送编码触发请求，分析所述编码触发请求后，向轴角编码器对应的双通道旋转变压器施加相应的励磁电源具体包括：通过物联网向轴角编码器发送编码触发请求后，获取所述编码触发请求对应的发送端的ip地址信息；将所述ip地址信息与预设地址信息白名单进行比对，若所述ip地址信息存在于预设地址信息白名单，则确定所述编码触发请求为有效编码触发请求，否则确定所述编码触发请求为无效编码触发请求；当所述编码触发请求为有效编码触发请求时，指示轴角编码器对应的双通道旋转变压器与励磁电源连接，以及指示励磁电源启动工作；以及，在所述步骤s1中，采集双通道旋转变压器在励磁电源作用下的输出电压，并根据所述输出电压的电压浮动状态，调整励磁电源的电源输出具体包括：周期性采集双通道旋转变压器在励磁电源作用下的输出电压，从而得到相应的输出电压值数列，并确定所述输出电压值数列对应的方差；将所述方差与预设方差阈值进行比对，若所述方差超过预设方差阈值，则确定所述输出电压当前处于电压浮动异常状态，否则确定所述输出电压当前处于电压浮动正常状态；当所述输出电压当前处于电压浮动异常状态时，降低励磁电源的输出电压幅值。3.如权利要求1所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法，其特征在于：在所述步骤s2中，当双通道旋转变压器处于电压浮动正常状态时，采集轴角编码器的编码输出结果；分析所述编码输出结果，以此确定轴角编码器是否存在跳码故障；当存在跳码故障时，对轴角编码器进行热红外摄像，从而获得轴角编码器内部的热红外影像具体包括：步骤s201，当双通道旋转变压器处于电压浮动正常状态时，连续采集轴角编码器在一段时间内输出的编码脉冲信号，以此作为所述编码输出结果；步骤s202，将所述编码脉冲信号与预设标准化编码脉冲信号进行比对，从而确定两者之间的脉冲相位差；再将所述脉冲相位差与预设相位差阈值进行比对，若所述脉冲相位差
小于或等于预设相位差阈值，则确定轴角编码器不存在跳码故障；若所述脉冲相位差大于预设相位差阈值，则确定轴角编码器存在跳码故障；步骤s203，当确定轴角编码其存在跳码故障时，对轴角编码器进行扫描热红外摄像，从而获得轴角编码器内部全景模式的热红外影像。4.如权利要求1所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法，其特征在于：在所述步骤s3中，分析所述热红外影像，以此确定轴角编码器内部存在的温度异常区域；再对所述温度异常区域进行冷却降温处理，从而使所述温度异常区域的温度下降至预设目标温度以下具体包括：步骤s301，从所述热红外影像中识别得到轴角编码器内部空间的温度分布状态；将轴角编码器内部空间划分为若干体积相同的子空间，并根据所述温度分布状态，确定每个子空间对应的平均温度；步骤s302，将所述平均温度与预设温度阈值进行比对；若所述平均温度超过预设温度阈值，则将对应子空间确定为温度异常区域；步骤s303，对所述温度异常区域进行定向输送冷风，并且当所述温度异常区域的平均温度越大，则增加冷风的风速和/或降低冷风的温度，从而使所述温度异常区域的温度下降至预设目标温度。5.如权利要求1所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法，其特征在于：在所述步骤s301中，从所述热红外影像中识别得到轴角编码器内部空间的温度分布状态；将轴角编码器内部空间划分为若干体积相同的子空间，并根据所述温度分布状态，确定每个子空间对应的平均温度具体包括：首先，当轴角编码器的工作温度从相应温度范围的最低温度上升到相应温度范围的最高温度过程中，记录工作温度的上升变化值及其对应的轴角编码器内部的热红外影像；步骤s3011，利用下面公式(1)，根据轴角编码器的工作温度从所述最低温度上升到所述最高温度过程中、工作温度的上升变化值以及轴角编码器内部的热红外影像，得到在工作温度上升过程中、特定工作温度值下热红外影像的像素平均灰度值，在上述公式(1)中，d(c)表示在工作温度值为c时、热红外影像的像素平均灰度值；[r
i,j
(c),g
i,j
(c),b
i,j
(c)]表示轴角编码器的工作温度为c时的热红外影像中第i行第j列像素点的rgb值；d[]表示将括号内的rgb值转换为灰度值；m表示热红外影像中每一像素行包含的像素数量；n表示热红外影像中每一像素列包含的像素数量；上述过程得到在温度范围内不同工作温度值对应的像素平均灰度值，并且在轴角编码器内部的工作温度升高过程中的热红外影像是实时拍摄的，故在实时拍摄过程中每一帧热红外影像会与一个工作温度值相对应，即每一个工作温度值能够与一个像素平均灰度值相对应，在工作温度从最低温度上升到最高温度过程中，在不同工作温度下能够得到其对应的像素平均灰度值d(t,c
t
)，d(t,c
t
)表示在工作温度从最低温度上升到最高温度过程中、第t帧热红外影像对应的像素平均灰度值，其中第t帧热红外影像对应的工作温度为c
t
；
将热红外影像切分为六个热红外子影像，每个热红外子影像分别对应于轴角编码器内部的前端区域、后端区域、上端区域、下端区域、左端区域和右端区域；将轴角编码器的内部空间视为一个长方体空间，将上述六个区域等价为所述长方体空间的六个面，接着将所述长方体空间的其中一个顶点作为原点，以及将通过原点的长方体空间的三条边分别作为x、y、z轴，以此构建得到轴角编码器内部空间对应的空间直角坐标系，并且所述长方体空间均位于空间直角坐标系的第一象限内，所述长方体空间内任意一点均能够在空间直角坐标系内使用坐标进行表示；同时空间直角坐标系的单位距离与热红外影像中相邻像素点的间隔相同，从而使得长方体空间的每个表面上的像素点的坐标均可采用整数的坐标值一一表征；步骤s3012，利用下面公式(2)，根据所述长方体空间的六个面对应的热红外影像及其对应的像素平均灰度值，从而得到所述长方体空间的六个面对应的热红外影像中每一个像素点处对应的温度值，在上述公式(2)中，表示所述长方体空间中第k个面对应的热红外影像中第a行第b列像素点处的温度值；表示所述长方体空间中第k个面对应的热红外影像中第a行第b列像素点的rgb值；||表示求取绝对值运算；t表示在温度升高过程中拍摄得到的热红外影像的总帧数；表示将t的值从1取到t过程中括号内逗号左边为最小值时的c
t
值；k表示所述长方体空间中与前端区域、后端区域、上端区域、下端区域、左端区域和右端区域一一对应的面，且k的取值为1、2、3、4、5、6；步骤s3013，利用下面公式(3)，根据所述长方体空间的六个面对应的热红外影像包含的每一个像素点处的温度值，得到所述轴角编码器内部空间与像素点对应的坐标点出的温度值，在上述公式(3)中，c(x,y,z)表示所述轴角编码器内部空间在空间直角坐标系中的坐标点(x,y,z)处的温度值；表示所述轴角编码器内部空间的坐标点(x,y,z)投影到所述长方体空间中第k个面对应的第a(x,y,z)行第b(x,y,z)列处像素点的温度值；h
k
表示所述轴角编码器内部空间的坐标点(x,y,z)投影到所述长方体空间中第k个面时温度值的权重，并且k的取值为1、2、3、4、5、6；x
max
表示前端区域在x轴上的最大坐标值；y
max
表示右端区域在y轴上的最大坐标值；z
max
表示上端区域在z轴上的最大坐标值。6.双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制系统，其特征在于，其包括轴角编码器电源调整模块、轴角编码器故障判断模块、热红外拍摄与分析模块和冷却降温处理模块；其中，所述轴角编码器电源调整模块用于向轴角编码器发送编码触发请求，分析所述编码触
发请求后，向轴角编码器对应的双通道旋转变压器施加相应的励磁电源；采集双通道旋转变压器在励磁电源作用下的输出电压，并根据所述输出电压的电压浮动状态，调整励磁电源的电源输出；所述轴角编码器故障判断模块用于当双通道旋转变压器处于电压浮动正常状态时，采集轴角编码器的编码输出结果；分析所述编码输出结果，以此确定轴角编码器是否存在跳码故障；所述热红外拍摄与分析模块用于当存在跳码故障时，对轴角编码器进行热红外摄像，从而获得轴角编码器内部的热红外影像，以及分析所述热红外影像，以此确定轴角编码器内部存在的温度异常区域；所述冷却降温处理模块用于对所述温度异常区域进行冷却降温处理，从而使所述温度异常区域的温度下降至预设目标温度以下。7.如权利要求6所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制系统，其特征在于：所述轴角编码器电源调整模块用于向轴角编码器发送编码触发请求，分析所述编码触发请求后，向轴角编码器对应的双通道旋转变压器施加相应的励磁电源；采集双通道旋转变压器在励磁电源作用下的输出电压，并根据所述输出电压的电压浮动状态，调整励磁电源的电源输出具体包括：通过物联网向轴角编码器发送编码触发请求后，获取所述编码触发请求对应的发送端的ip地址信息；将所述ip地址信息与预设地址信息白名单进行比对，若所述ip地址信息存在于预设地址信息白名单，则确定所述编码触发请求为有效编码触发请求，否则确定所述编码触发请求为无效编码触发请求；当所述编码触发请求为有效编码触发请求时，指示轴角编码器对应的双通道旋转变压器与励磁电源连接，以及指示励磁电源启动工作；以及，周期性采集双通道旋转变压器在励磁电源作用下的输出电压，从而得到相应的输出电压值数列，并确定所述输出电压值数列对应的方差；将所述方差与预设方差阈值进行比对，若所述方差超过预设方差阈值，则确定所述输出电压当前处于电压浮动异常状态，否则确定所述输出电压当前处于电压浮动正常状态；当所述输出电压当前处于电压浮动异常状态时，降低励磁电源的输出电压幅值。8.如权利要求6所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制系统，其特征在于：所述轴角编码器故障判断模块用于当双通道旋转变压器处于电压浮动正常状态时，采集轴角编码器的编码输出结果；分析所述编码输出结果，以此确定轴角编码器是否存在跳码故障具体包括：当双通道旋转变压器处于电压浮动正常状态时，连续采集轴角编码器在一段时间内输出的编码脉冲信号，以此作为所述编码输出结果；将所述编码脉冲信号与预设标准化编码脉冲信号进行比对，从而确定两者之间的脉冲相位差；再将所述脉冲相位差与预设相位差阈值进行比对，若所述脉冲相位差小于或等于
预设相位差阈值，则确定轴角编码器不存在跳码故障；若所述脉冲相位差大于预设相位差阈值，则确定轴角编码器存在跳码故障。9.如权利要求6所述的双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制系统，其特征在于：所述热红外拍摄与分析模块用于当存在跳码故障时，对轴角编码器进行热红外摄像，从而获得轴角编码器内部的热红外影像，以及分析所述热红外影像，以此确定轴角编码器内部存在的温度异常区域具体包括：当确定轴角编码其存在跳码故障时，对轴角编码器进行扫描热红外摄像，从而获得轴角编码器内部全景模式的热红外影像；从所述热红外影像中识别得到轴角编码器内部空间的温度分布状态；将轴角编码器内部空间划分为若干体积相同的子空间，并根据所述温度分布状态，确定每个子空间对应的平均温度；将所述平均温度与预设温度阈值进行比对；若所述平均温度超过预设温度阈值，则将对应子空间确定为温度异常区域；以及，所述冷却降温处理模块用于对所述温度异常区域进行冷却降温处理，从而使所述温度异常区域的温度下降至预设目标温度以下具体包括：对所述温度异常区域进行定向输送冷风，并且当所述温度异常区域的平均温度越大，则增加冷风的风速和/或降低冷风的温度，从而使所述温度异常区域的温度下降至预设目标温度。

技术总结
本发明提供了双通道旋转变压器型电感式轴角编码器的控制方法和系统，其能够对轴角编码器的双通道旋转变压器对应的励磁电源进行输出电压状态的监控，并准确地调整励磁电源的电源输出，以此确保轴角编码器能够进行精确的编码计量工作；此外，还通过对轴角编码器内部进行热红外检测，以此确定轴角编码器内部的温度状态，从而及时地对轴角编码器进行冷却降温，这样能够最大限度地维持轴角编码器的稳定和持续工作。和持续工作。和持续工作。


技术研发人员：党格龙 赵斯慧 孟祥云 张志文 唐开胜
受保护的技术使用者：上海莘汭驱动技术有限公司
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2022/2/7