(57)【要約】      （修正有）【課題】エンコーダの精度を向上させて、エンコーダの寿命を延ばし、利便性を向上させるエンコーダの即時補正方法およびシステムを提供する。【解決手段】位相差が９０度である第１の波信号および第２の波信号を得てS502、第１の波信号および第２の波信号をサンプリングし、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成しS504、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成しS506、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加しS508、計算グループ内の位置決め位置で回帰分析を行い、回帰曲線を得てS510、回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測し、理想位置曲線に従って（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で被試験デバイスの理想位置を決め、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイスを補正するエンコーダの即時補正方法。【選択図】図５
2020109394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験デバイスの動きを感知し、１番目の波信号と２番目の波信号の位相差が９０度である第１の波信号および第２の波信号を得るステップ、
前記第１の波信号および前記第２の波信号をサンプリングし、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成するステップ、
前記Ｎ個の第１のデジタル信号値および前記Ｎ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成するステップ、
前記Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加するステップ、
前記計算グループ内の前記位置決め位置で回帰分析を行い、回帰曲線を得るステップ、  前記回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測するステップ、および
理想位置曲線に従って前記（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で前記被試験デバイスの理想位置を決め、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置と前記理想位置との間の誤差値を用いて、前記被試験デバイスを補正するステップを含むエンコーダの即時補正方法。
【請求項２】
前記理想位置曲線は、前記計算グループ内の少なくともいくつかの前記位置決め位置に従って生成される、請求項１に記載のエンコーダの即時補正方法。
【請求項３】
前記（Ｎ＋１）番目の予測位置を得るステップ、
前記計算グループ内の１番目の位置決め位置を削除し、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置を前記計算グループに追加して、前記計算グループを更新するステップ、および
前記計算グループ内の前記位置決め位置の前記回帰分析を行い、前記回帰曲線を得るステップを更に含む、請求項１に記載のエンコーダの即時補正方法。
【請求項４】
前記Ｎ個の第１のデジタル信号値および前記Ｎ個の第２のデジタル信号値に従って前記Ｎ個の位置決め位置を生成するステップは、
座標回転デジタルコンピュータアルゴリズムまたは逆三角関数アルゴリズムによって、前記Ｎ個の第１のデジタル信号値および前記Ｎ個の第２のデジタル信号値に従って前記Ｎ個の位置決め位置を生成するステップを含む、請求項１に記載のエンコーダの即時補正方法。
【請求項５】
前記計算グループ内の前記位置決め位置の前記回帰分析を行い、前記回帰曲線を得るステップは、
最小二乗アルゴリズムによって前記計算グループ内の前記位置決め位置の前記回帰分析を行い、前記回帰曲線を得るステップを含む、請求項１に記載のエンコーダの即時補正方法。
【請求項６】
前記回帰曲線を得る前に、前記位置決め位置にフィルタリングプロセスを行うプロセスを更に含む、請求項１に記載のエンコーダの即時補正方法。
【請求項７】
被試験デバイスの動きを感知し、１番目の波信号と２番目の波信号の位相差が９０度である第１の波信号および第２の波信号を得る感知ユニット、
前記第１の波信号および前記第２の波信号をサンプリングし、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成するサンプリングユニット、および
前記Ｎ個の第１のデジタル信号値および前記Ｎ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成し、前記Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加し、前記計算グループ内の前記位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得て、前記回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測し、理想位置曲線に従って前記（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で前記被試験デバイスの理想位置を決め、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置と前記理想位置との間の誤差値を用いて、前記被試験デバイスを補正する処理ユニットを含むエンコーダの即時補正システム。
【請求項８】
前記理想位置曲線は、前記計算グループ内のＮ個の位置決め位置の少なくともいくつかに従って生成される、請求項７に記載のエンコーダの即時補正システム。
【請求項９】
前記処理ユニットは、
前記Ｎ個の第１のデジタル信号値および前記Ｎ個の第２のデジタル信号値に従って前記Ｎ個の位置決め位置を生成し、前記Ｎ個の位置決め位置を前記計算グループに追加する第１の計算ユニット、
前記計算グループ内の前記位置決め位置の前記回帰分析を行い、前記回帰曲線を得る第２の計算ユニット、および
前記回帰曲線を用いて前記（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測し、前記理想位置曲線に従って前記（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で前記被試験デバイスの前記理想位置を決め、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置と前記理想位置との間の誤差値を用いて、前記被試験デバイスを補正する補正ユニットを含む、請求項８に記載のエンコーダの即時補正システム。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置を更に得て、
前記計算グループ内の１番目の位置決め位置を削除し、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置を前記計算グループに追加して、前記計算グループを更新し、前記処理ユニットは、前記計算グループ内の前記位置決め位置の前記回帰分析を繰り返し、前記回帰曲線を得て、前記処理ユニットは、前記回帰曲線を用いて前記（Ｎ＋１）番目の予測位置を再予測し、前記処理ユニットは、前記理想位置曲線に従って前記（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で前記被試験デバイスの理想位置を再決定し、前記（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を再適用して、前記被試験デバイスを補正する、請求項７に記載のエンコーダの即時補正システム。
【請求項１１】
前記処理ユニットは、座標回転デジタルコンピュータアルゴリズムまたは逆三角関数アルゴリズムによって、前記Ｎ個の第１のデジタル信号値および前記Ｎ個の第２のデジタル信号値に従って前記Ｎ個の位置決め位置を更に生成する、請求項７に記載のエンコーダの即時補正システム。
【請求項１２】
前記処理ユニットは、最小二乗アルゴリズムによって前記計算グループ内の前記位置決め位置の前記回帰分析を更に行い、前記回帰曲線を得る、請求項７に記載のエンコーダの即時補正システム。
【請求項１３】
前記処理ユニットは、前記回帰曲線を得る前に、前記位置決め位置にフィルタリングプロセスを更に行う、請求項７に記載のエンコーダの即時補正システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１９年１月４日に出願された台湾特許出願番号第１０８１００３６３号についての優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される。
【０００２】
本発明は、エンコーダの即時補正方法およびそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
エンコーダは、サーボモータの回転子（可動子）の正確な位置を主に提供して、サーボ駆動装置の安定した速度制御と正確な位置決めを補助する。しかしながら、機構の組み立てに誤差があると、エンコーダの位置出力の精度に影響する可能性がある。また、一定期間の連続使用の後、機構の相対位置の変化、または汚染の影響により、エンコーダの位置出力の精度が低下する。従って、如何にしてエンコーダの位置出力の誤差を即座に計算して、位置出力を補正するかが、現在解決すべき問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、エンコーダの精度を向上させて、エンコーダの寿命を延ばし、その利便性を向上させるエンコーダの即時補正方法およびそのシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のステップを含むエンコーダの即時補正方法を提供する。被試験デバイスの動きが感知され、第１の波信号および第２の波信号を得る。１番目の波信号と２番目の波信号の位相差は９０度である。第１の波信号および第２の波信号はサンプリングされて、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成する。Ｎ個の位置決め位置は、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従って生成される。Ｎ個の位置決め位置は、計算グループに追加される。回帰分析が計算グループ内の位置決め位置で行われて、回帰曲線が得られる。（Ｎ＋１）番目の予測位置は、回帰曲線を用いて予測される。被試験デバイスの理想位置は、理想位置曲線に従って（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で決められ、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値が用いられて、被試験デバイスを補正する。
【０００６】
また、本発明は、感知ユニット、サンプリングユニット、および処理ユニットを含むエンコーダの即時補正システムを提供する。感知ユニットは、被試験デバイスの動きを感知し、第１の波信号および第２の波信号を得る。１番目の波信号と２番目の波信号の位相差は９０度である。サンプリングユニットは、第１の波信号および第２の波信号をサンプリングし、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成する。処理ユニットは、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成する。処理ユニットは、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加する。処理ユニットは、計算グループ内の位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得る。処理ユニットは、回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測する。処理ユニットは、理想位置曲線に従って（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で被試験デバイスの理想位置を決め、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイスを補正する。
【０００７】
エンコーダの即時補正方法およびそのシステムによれば、被試験デバイスに対応するＮ個の位置決め位置が得られる。回帰分析は、Ｎ個の位置決め位置に行なわれて、回帰曲線を得て、（Ｎ＋１）番目の予測位置を更に予測する。被試験デバイスの理想位置は、理想位置曲線に従って（Ｎ＋１）番目の予測位置に対応する時点で決められ、（Ｎ＋１）番目の予測位置と対応する理想位置との間の誤差値が用いられて、被試験デバイスを補正する。従って、エンコーダの位置決め位置の精度を、特定の範囲内に効果的に維持することができ、且つエンコーダの寿命も更に延ばすことができ、利便性が向上する。
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明及び例を読むことで、より完全に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態によるエンコーダの即時補正システムの概略図を示している。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態によるエンコーダの理想位置出力の概略図を示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施形態によるエンコーダの実際の位置出力の概略図を示している。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による位置決め位置、予測位置、および回帰曲線の対応関係の概略図を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、補正された位置信号と補正されていない位置信号との比較の概略図を示している。
【図５】図５は、本発明の一実施形態によるエンコーダの即時補正方法のフローチャートを示している。
【図６】図６は、本発明のもう一つの実施形態によるエンコーダの即時補正方法のフローチャートを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の装置および方法に適用可能な他の範囲は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。以下の詳細な説明および特定の実施形態は、エンコーダの即時補正システムおよびその方法の例示的な実施形態を示しているが、これは説明のみを目的とするものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態によるエンコーダの即時補正システムの概略図を示している。本実施形態のエンコーダの即時補正システム１００は、被試験デバイス２１０を補正するのに適している。被試験デバイス２１０は、モータなどの様々な被試験デバイスである。図１に示すように、エンコーダの即時補正システム１００は、感知ユニット１１０、サンプリングユニット１２０、処理ユニット１３０、および記憶ユニット１４０を含む。
【００１２】
感知ユニット１１０は、被試験デバイス２１０に連結される。感知ユニット１１０は、被試験デバイス２１０の動きを感知して、第１の波信号および第２の波信号を得る。実施形態では、第１の波信号と第２の波信号の位相差は９０度である。第１の波信号は、例えば、正弦（ｓｉｎ）信号であり、第２の波信号は、例えば、余弦（ｃｏｓ）信号である。また、第１の波信号および第２の波信号は、被試験デバイス２１０が動作を開始するとき、または被試験デバイス２１０が一定期間動作した後に得ることができる。
【００１３】
サンプリングユニット１２０は、感知ユニット１１０に連結される。サンプリングユニット１２０は、第１の波信号および第２の波信号をサンプリングして、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成し、ここでのＮは１より大きい正の整数である。実施形態では、サンプリングユニット１２０は、例えば、高速信号サンプラである。
【００１４】
処理ユニット１３０は、例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）である。処理ユニット１３０は、サンプリングユニット１２０に連結される。処理ユニット１３０は、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成し、ここでのＮは１より大きい正の整数である。実施形態では、処理ユニット１３０は、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）アルゴリズムまたは逆三角関数アルゴリズムによって、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成することができる。次いで、処理ユニット１３０は、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加し、計算グループ内の位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得る。
【００１５】
その後、処理ユニット１３０は、回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測する。即ち、（Ｎ＋１）番目の予測位置は、次のサンプリング点の予測位置に対応する。次いで、処理ユニット１３０は、理想位置曲線に従って、（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で被試験デバイス２１０の理想位置を決める。本実施形態では、理想位置曲線は、計算グループ内のＮ個の位置決め位置の少なくともいくつかに従って生成することができる。
【００１６】
次いで、処理ユニット１３０は、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイス２１０を補正することができる。例えば、処理ユニット１３０は、誤差値に従って駆動信号を駆動ユニット２２０に出力することができる。これにより、駆動ユニット２２０は、駆動信号に従って被試験デバイス２１０を補正し、エンコーダの位置精度を向上させることができる。
【００１７】
本実施形態では、誤差値を用いて被試験デバイス２１０を補正した後、処理ユニット１３０は、（Ｎ＋１）番目の位置決め位置を更に得ることができる。次いで、処理ユニット１３０は、計算グループ内の１番目の位置決め位置を削除し、（Ｎ＋１）番目の予測位置を計算グループに追加して、計算グループを更新することができる。このとき、計算グループは、２番目の位置決め位置から（Ｎ＋１）番目の位置決め位置までの位置決め位置を含む。
【００１８】
その後、処理ユニット１３０は、計算グループ内の位置決め位置（即ち、２番目の位置決め位置から（Ｎ＋１）番目の位置決め位置）の回帰分析を繰り返し、この回帰曲線を得て、この回帰曲線に従って（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測することができる。このとき、（Ｎ＋１）番目の予測位置は、（Ｎ＋２）番目の予測位置である。次いで、処理ユニット１３０は、理想位置曲線に従って、（Ｎ＋１）番目の予測位置（即ち、（Ｎ＋２）番目の予測位置）の時点で被試験デバイス２１０の理想位置を決めることができる。その後、処理ユニット１３０は、（Ｎ＋１）番目の予測位置（即ち、（Ｎ＋２）番目の予測位置）と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイス２１０を補正することができる。
【００１９】
処理ユニット１３０は、（Ｎ＋１）番目の位置決め位置を更に得ることができる。このとき、（Ｎ＋１）番目の位置決め位置は、（Ｎ＋２）番目の位置決め位置である。次いで、処理ユニット１３０は、計算グループ内の１番目の位置決め位置を削除し、（Ｎ＋１）番目の予測位置を計算グループに追加して、計算グループを更新することができる。このとき、計算グループは、３番目の位置決め位置から（Ｎ＋１）番目の位置決め位置までの位置決め位置を含む。
【００２０】
その後、処理ユニット１３０は、計算グループ内の位置決め位置（即ち、３番目の位置決め位置から（Ｎ＋２）番目の位置決め位置）の回帰分析を繰り返し、回帰曲線を得て、この回帰曲線に従って（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測することができる。このとき、（Ｎ＋１）番目の予測位置は、（Ｎ＋３）番目の予測位置である。次いで、処理ユニット１３０は、理想位置曲線に従って、（Ｎ＋１）番目の予測位置（即ち、（Ｎ＋３）番目の予測位置）の時点で被試験デバイス２１０の理想位置を決めることができる。その後、処理ユニット１３０は、（Ｎ＋１）番目の予測位置（即ち、（Ｎ＋３）番目の予測位置）と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイス２１０を補正することができる。被試験デバイス２１０およびそれらの動作を補正する他の方法は、類推により識別することができる。
【００２１】
記憶ユニット１４０は、不揮発性メモリであることができる。記憶ユニット１４０は、上述の説明に対応するＮ個の位置決め位置、本発明の各種のパラメータ値を得るために必要なアルゴリズム、および被試験デバイス２１０の位置決め位置を補正するための誤差値と誤差テーブルを記憶するように構成される。
【００２２】
本実施形態では、処理ユニット１３０は、計算ユニット１３１、計算ユニット１３２、および補正ユニット１３３を含む。計算ユニット１３１は、サンプリングユニット１２０に連結される。計算ユニット１３１は、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従って、Ｎ個の位置決め位置を生成し、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加する。本実施形態では、計算ユニット１３１は、座標回転デジタルコンピュータアルゴリズムまたは逆三角関数アルゴリズムによって、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成し、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加する。計算ユニット１３２は、計算ユニット１３１に連結される。計算ユニット１３２は、上述の計算グループを受け、計算グループ内の位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得る。
【００２３】
補正ユニット１３３は、計算ユニット１３２および記憶ユニット１４０に連結される。補正ユニット１３３は、回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測する。補正ユニット１３３は、理想位置曲線に従って、（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で被試験デバイス２１０の理想位置を決め、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイス２１０を補正する。次いで、補正ユニット１３３は、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を記憶ユニット１４０に記憶することもでき、記憶ユニット１４０で記憶されたデータ、例えばエラー値やエラーテーブルを更新する。
【００２４】
本実施形態では、処理ユニット１３０は、フィルタ１３４を更に含む。フィルタ１３４は、計算ユニット１３１と計算ユニット１３２との間に接続される。フィルタ１３４は、Ｎ個の位置決め位置にフィルタリングプロセスを行い、Ｎ個の位置決め位置のノイズをフィルタリングするように構成される。フィルタリングされたＮ個の位置決め位置は、計算ユニット１３２に出力される。従って、計算ユニット１３２によって生成された回帰曲線がノイズによって干渉されて、大きな計算誤差を引き起こす要因が回避される。本実施形態では、フィルタ１３４は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）であることができる。
【００２５】
図２Ａは、本発明の実施形態によるエンコーダの理想位置出力の概略図を示している。図２Ｂは、本発明の実施形態によるエンコーダの実際の位置出力の概略図を示している。被試験デバイス２１０（モーターなど）が一定の速度で動作するとき、図２Ａに示されるように、短時間での被試験デバイス２１０の位置の変化は、被試験デバイス２１０の機械的慣性により、直線形の変化を示す可能性がある。
【００２６】
しかしながら、上述のように、エンコーダが被試験デバイス２１０に組み立てられるときに生じた誤差により、またはエンコーダが外部環境の影響を受けたことにより、エンコーダの実際の位置決め位置の出力は、図２Ｂに示されるように、誤差を有する可能性がある。エンコーダの位置決め位置の出力の精度を向上させるために、本発明の実施形態は、エンコーダの出力位置を予測し、理想位置曲線に従って、予測位置とその対応する理想位置との間の誤差を得るため、位置決め精度を向上させることができる。
【００２７】
図３は、本発明の一実施形態による位置決め位置、予測位置、および回帰曲線の対応関係の概略図を示している。本実施形態では、Ｎは、例えば１８である。図３に示されるように、「×」は、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ１８に対応する位置決め位置を示し、「○」は、サンプリング時点Ｔ１９に対応する予測位置を示している。
【００２８】
図１および図３に示すように、本実施形態では、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ１８（即ち、Ｔ１〜ＴＮ）に対応する１８（即ち、Ｎ）個の位置決め位置を得た後、処理ユニット１３０は、１８（即ち、Ｎ）個の位置決め位置を計算グループに追加する。次いで、処理ユニット１３０は、計算グループ内の１８（即ち、Ｎ）個の位置決め位置の回帰分析を行い、１８（即ち、Ｎ）個の位置決め位置に対応する多項式を得る（図３の回帰曲線３０１など）。その後、処理ユニット１３０は、回帰曲線３０１を用いて、サンプリング時点Ｔ１９（即ち、ＴＮ＋１）に対応する予測位置を予測することができる。
【００２９】
一実施形態では、上述のＮ個の位置決め位置のサンプリング時点の範囲は、少なくとも第１の波信号または第２の波信号の１サイクル周期（ｃｙｃｌｉｎｇｐｅｒｉｏｄ）よりも大きい。また、上述の多項式の次数は、被試験デバイス２１０（即ち、モーター）の運動状態に従って決まる。例えば、被試験デバイス２１０が一定の速度で動作するとき、または被試験デバイス２１０の速度変動が所定の範囲より小さいとき、次のサンプリング時点ＴＮ＋１の位置決め位置を予測する多項式は、１次多項式であることができる。
【００３０】
また、被試験デバイス２１０の動作に加速度があるとき、または各２つのサンプリング時点間の位置決め位置の差が大きいとき、サンプリング時点ＴＮ＋１の位置決め位置を予測する処理ユニット１３０によって用いられる多項式は、二次多項式を採用することができる。本実施形態では、上述の多項式の係数は、最小二乗アルゴリズムによって得ることができる。即ち、処理ユニット１３０は、最小二乗アルゴリズムによって計算グループ内の位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得ることができる。
【００３１】
例えば、図３の各２つのサンプリング時点に対応する位置決め位置の変化は一定していないため、処理ユニット１３０によって採用される多項式は、回帰曲線を得るための二次多項式である。本実施形態では、回帰曲線３０１のサンプリング時点の範囲は、Ｔ１〜Ｔ１８（即ち、ＴＮ）、または１サイクリング期間に対応する所定の時間の範囲だけとすることもできる。次いで、回帰曲線３０１が得られた後、処理ユニット１３０は、計算グループ内の１８（即ち、Ｎ）個の位置決め位置の少なくともいくつかに従って理想位置曲線を得ることができる。
【００３２】
例えば、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ６に対応する位置決め位置（即ち、計算グループ内のＮ個の位置決め位置の少なくともいくつか）が例として挙げられる。処理ユニット１３０は、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ４〜Ｔ５、およびＴ５〜Ｔ６に対応する位置決め位置間の変化をそれぞれ計算することができる。処理ユニット１３０は、得られた位置決め位置間の変化を５つの時間間隔で除算し、各時間間隔の被試験デバイス２１０で移動した平均距離を計算する。上記の５つの時間間隔は、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ６のサンプリング時点の間隔である。次いで、処理ユニット１３０は、上記の平均距離に従って理想位置曲線を決めることができる。一実施形態では、被試験デバイス２１０が同じ環境条件において、例えば理想位置曲線に対応するサンプリング時点内で動作するとき、被試験デバイス２１０の回転速度は変化しないままである。
【００３３】
また、もう一つの実施形態では、理想位置曲線は、ユーザー定義の方程式によって生成することもできる。即ち、理想位置曲線は、被試験デバイス２１０の動作状態に直接関連付けられない。次いで、処理ユニット１３０は、理想位置曲線に従って、１９番目（即ち、（Ｎ＋１）番目）の予測位置に対応するサンプリング時点Ｔ１９（ＴＮ＋１）のときに、サンプリング時点Ｔ１９（ＴＮ＋１）に対応する被試験デバイス２１０の理想位置を決めることができる。
【００３４】
次いで、処理ユニット１３０は、サンプリング時点Ｔ１９（ＴＮ＋１）に対応する１９番目（即ち、（Ｎ＋１）番目）の予測位置（即ち、図３に示された「○」）に従って、１９番目（即ち、（Ｎ＋１）番目）の予測位置を、対応する理想位置から減算し、対応する誤差値を得る。
【００３５】
その後、処理ユニット１３０は、この誤差値を用いて、被試験デバイス２１０を補正することができる。例えば、処理ユニット１３０は、誤差値に従って駆動信号を駆動ユニット２２０に出力することができ、駆動ユニット２２０が、誤差値に対応する駆動信号に従って被試験デバイス２１０の動作速度を補正し、位置決め精度を向上させることができる。
【００３６】
処理ユニット１３０が計算した誤差値を用いて被試験デバイス２１０を補正した後、サンプリングユニット１２０は、サンプリング時点Ｔ１９（ＴＮ＋１）に対応する１９番目（（Ｎ＋１）番目）の位置決め位置を更にサンプリングし、 １９番目（（Ｎ＋１）番目）の位置決め位置を処理ユニット１３０に提供することができる。次いで、処理ユニット１３０は、１９番目（（Ｎ＋１）番目）の位置決め位置を計算グループに追加し、計算グループ内の１番目の位置決め位置を削除して計算グループを更新することができる。このとき、計算グループは、２番目の位置決め位置から１９番目の位置決め位置までのＮ個の位置決め位置を含む。この中の２番目の位置決め位置は、計算グループ内の１番目の位置決め位置となり、１９番目の位置決め位置は、計算グループ内のＮ番目の位置決め位置となる。
【００３７】
その後、処理ユニット１３０は、計算グループの位置決め位置（即ち、２番目から１９番目の位置決め位置）の回帰分析を繰り返し、新しい回帰曲線を得て、この新しい回帰曲線に従って２０番目の予測位置を予測することができる。次いで、処理ユニット１３０は、理想位置曲線に従って、２０番目の位置決め位置の時点で被試験デバイス２１０の理想位置を決めることができる。その後、処理ユニット１３０は、２０番目の予測位置と対応する理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイス２１０を補正することができる。被試験デバイス２１０およびそれらの動作を補正する他の方法は、類推により識別することができる。また、本実施形態は、回帰曲線を連続的に再取得し、次の予測位置を再取得し、次の予測位置の時点に対応する理想位置を再取得し、且つ次の予測位置と対応する理想位置の間の誤差値を再適用し、被試験デバイスを補正することができる。従って、被試験デバイス２１０の実際の動作状態は理想状態に近く、その動作の精度を向上させる。
【００３８】
また、一実施形態では、処理ユニット１３０は、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ１８に対応する位置決め位置に従って得られた回帰曲線３０１を記憶ユニット１４０に記憶することができる。処理ユニット１３０は、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ１８に対応する位置決め位置を、対応する理想位置曲線の理想位置から減算して、対応する誤差値を得る。処理ユニット１３０は、これらの誤差値を用いて誤差テーブルを確立する。次いで、被試験デバイス２１０が起動した後、処理ユニット１３０は、事前に記憶された回帰曲線３０１を用いて、次の予測位置を予測するか、または誤差テーブルの誤差値に従って被試験デバイス２１０を直接補正して、計算時間を短縮することができる。
【００３９】
実施形態では、回帰曲線３０１が得られる前に、処理ユニット１３０は、フィルタ１３４を介して、サンプリング時点Ｔ１〜Ｔ１８に対応する１８個の位置決め位置にフィルタリングプロセスを更に行い、位置決め位置によって生成されたノイズをフィルタリングする。計算ユニット１３２によって生成された回帰曲線３０１は、ノイズの影響を受けない。例えば、図３に示されるように、サンプリング時点Ｔ１４に対応する位置決め位置のジッタは、サンプリング時点Ｔ１３に対応する位置決め位置よりも大きい。フィルタ１３４が上述の位置決め位置でフィルタリングプロセスを行った後、サンプリング時点に対応する位置決め位置のノイズは、効果的に除去することができる。従って、サンプリング時点Ｔ１４に対応する位置決め位置は、平滑化され、図３に示される回帰曲線３０１がノイズの影響を受けなくなるため、位置補正の精度を向上させることができる。
【００４０】
図４は、本発明の実施形態による、補正された位置信号と補正されていない位置信号との比較の概略図を示している。図４に示されるように、補正されていない位置信号の誤差変動は、補正された位置の誤差変動より大きく、補正された位置信号は、理想状態の傾きを有する直線に近い。
【００４１】
図５は、本発明の一実施形態によるエンコーダの即時補正方法のフローチャートを示している。ステップＳ５０２では、本方法は、被試験デバイスの動きを感知し、１番目の波信号と２番目の波信号の位相差が９０度である、第１の波信号および第２の波信号を得るステップを含む。ステップＳ５０４では、本方法は、第１の波信号および第２の波信号をサンプリングして、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成するステップを含む。
【００４２】
ステップＳ５０６では、本方法は、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成するステップを含む。ステップＳ５０８では、本方法は、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加するステップを含む。ステップＳ５１０では、本方法は、計算グループ内の位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得るステップを含む。ステップＳ５１２では、本方法は、回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の位置決め位置を予測するステップを含む。ステップＳ５１４では、本方法は、理想位置曲線に従って、（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で被試験デバイスの理想位置を決め、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイスを補正するステップを含む。本実施形態では、理想位置曲線は、計算グループ内の少なくともいくつかの位置決め位置に従って生成される。
【００４３】
図６は、本発明のもう一つの実施形態によるエンコーダの即時補正方法のフローチャートを示している。ステップＳ５０２では、本方法は、被試験デバイスの動きを感知し、１番目の波信号と２番目の波信号の位相差が９０度である、第１の波信号および第２の波信号を得るステップを含む。ステップＳ５０４では、本方法は、第１の波信号および第２の波信号をサンプリングして、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値を生成するステップを含む。
【００４４】
ステップＳ５０６では、本方法は、Ｎ個の第１のデジタル信号値およびＮ個の第２のデジタル信号値に従ってＮ個の位置決め位置を生成するステップを含む。ステップＳ５０８では、本方法は、Ｎ個の位置決め位置を計算グループに追加するステップを含む。ステップＳ６０２では、本方法は、計算グループ内の位置決め位置でフィルタリングプロセスを行うステップを含む。ステップＳ５１０では、本方法は、計算グループ内の位置決め位置の回帰分析を行い、回帰曲線を得るステップを含む。ステップＳ５１２では、本方法は、回帰曲線を用いて（Ｎ＋１）番目の位置決め位置を予測するステップを含む。ステップＳ５１４では、本方法は、理想位置曲線に従って、（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点で被試験デバイスの理想位置を決め、（Ｎ＋１）番目の予測位置と理想位置との間の誤差値を用いて、被試験デバイスを補正するステップを含む。本実施形態では、理想位置曲線は、計算グループ内の少なくともいくつかの位置決め位置に従って生成される。
【００４５】
ステップＳ６０４では、本方法は、（Ｎ＋１）番目の予測位置を得るステップを含む。ステップＳ６０６では、本方法は、計算グループ内の１番目の位置決め位置を削除し、（Ｎ＋１）番目の予測位置を計算グループに追加して、計算グループを更新するステップを含む。次いで、本方法は、ステップＳ６０２に進み、フィルタリングプロセスは、更新された計算グループ内の位置決め位置で行われ、回帰曲線が再取得され、（Ｎ＋１）番目の予測位置が再予測され、（Ｎ＋１）番目の予測位置の時点に対応する理想位置が再取得されて、被試験デバイスの補正を続ける。
【００４６】
図５および図６のステップの順序は、例示のみを目的とし、本発明の実施形態のステップの順序を限定することを意図するものではなく、上述のステップの順序は、ユーザーのニーズに応じて変更できることに留意されたい。上述のフローチャートは、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、追加のステップを追加する、またはより少ないステップを用いることができる。
【００４７】
要約すると、エンコーダおよびそのシステムの即時補正方法によれば、被試験デバイスに対応するＮ個の位置決め位置が得られる。回帰分析がＮ個の位置決め位置で行われて、回帰曲線が得られ、（Ｎ＋１）番目の予測位置を更に予測する。被試験デバイスの理想位置は、理想位置曲線に従って（Ｎ＋１）番目に対応する時点で決められ、（Ｎ＋１）番目の予測位置と対応する理想位置との間の誤差値が用いられて、被試験デバイスを補正する。また、本発明の実施形態は、（Ｎ＋１）番目の位置決め位置を更に得て、回帰曲線を再取得し、（Ｎ＋１）番目の予測位置を再予測し、且つ（Ｎ＋１）番目の予測位置を予測する時点に対応する理想位置を再決定し、被試験デバイスの補正を続けることができる。従って、エンコーダの位置決め位置の精度を、特定の範囲内に効果的に維持することができ、且つエンコーダの寿命も更に延ばすことができ、利便性を向上させる。
【００４８】
本発明は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１００  エンコーダの即時補正システム
１１０  感知ユニット
１２０  サンプリングユニット
１３０  処理ユニット
１３１  計算ユニット
１３２  計算ユニット
１３３  補正ユニット
１３４  フィルタ
１４０  記憶ユニット
２１０  被試験デバイス
２２０  駆動ユニット
Ｓ５０２〜Ｓ５１４、Ｓ６０２、Ｓ６０４、Ｓ６０６  ステップ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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