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为保证光电轴角编码器在恶劣工作环境下的细分精度，提出一种基于Hilbert- Huang变换的误差补偿方法。针对编码器系统受正弦振动引起的测角故障，提出一种莫尔条纹误差信号的数学模型；采用经验模态分解算法，获取误差信号的本征模态函数，分别对本征模态函数进行希尔伯特变换解调分析，提取包含干扰特征的莫尔条纹信号；同时，基于光电轴角编码器的精码信号方波信息，获取精码信号的基波时域频率；提取与基波时域频率匹配的本征模态函数包络分量。以24位光电轴角编码器为实验对象，实验结果表明：编码器莫尔条纹信号动态细分误差峰值由约200〞降低到1.54〞左右，细分精度明显提高。