[发明专利]一种基于单片机的电机实时转速宽范围精确测速方法

权利要求书

1.一种基于单片机的电机实时转速宽范围精确测速方法，其特征在于：包括如下步骤，

（1-1）提供一基于单片机的电机测速装置，该电机测速装置包括依次连接的测速模块、信号放大模块、A/D转换模块、单片机处理模块和速度输出显示模块；

（1-2）通过测速模块测量被测电机的转速，并通过信号放大、A/D转换及单片机处理模块处理获得测速模块的输出电压正弦波形的变化规律；

（1-3）结合测速模块的输出感应电动势的特征，采用离散形式的测速模型，精确计算被测电机的实时转速。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电机实时转速宽范围精确测速方法，其特征在于：所述测速模块为测速发电机，所述步骤（1-2）的具体实现过程如下，

（2-1）设A/D转换模块的采样周期为                                                ，令离散步长，则时刻，，可得测速发电机输出感应电动势实时正弦离散时间序列为

式中：为相对输出离散感应电动势的圆周频率，是相对离散信号的频率变量；为第步相对于连续信号的连续频率变量；为电动势的幅值；

（2-2）根据测速发电机绕组和磁路之间的关系，在被测电机与测速发电机同轴联接时，被测电机的实时转速与测速发电机输出正弦波的幅值成线性关系；通过实时测量值，估计得到，进而估计出，其中为常数。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电机实时转速宽范围精确测速方法，其特征在于：所述测速模块为线性霍尔元件，所述步骤（1-2）的具体实现过程如下，

（3-1）设A/D转换模块的采样周期为，令离散步长，则时刻，，可得线性霍尔元件输出感应电动势实时正弦离散时间序列为

式中：为相对输出离散感应电动势的圆周频率，是相对离散信号的频率变量；为第步相对于连续信号的连续频率变量；为电动势的幅值；

（3-2）当线性霍尔元件在被测电机外壳的安装位置确定的情况下，不变，为常数；被测电机的实时转速与线性霍尔元件输出正弦波的角速度成线性关系；通过实时测量值，估计得到，进而估计出，其中为常数。

4.根据权利要求2所述的一种基于单片机的电机实时转速宽范围精确测速方法，其特征在于：所述步骤（1-3）的具体实现过程如下，

（4-1）所述测速发电机输出感应电动势离散差分方程为

（4-2）由上述差分方程式，可导出初值以及的递推计算表达式如下

（4-3）重复上式的递推计算过程，根据测量值，在各个采样时刻可得的值，从而计算出被测电机的实时转速。

5.根据权利要求3所述的一种基于单片机的电机实时转速宽范围精确测速方法，其特征在于：所述步骤（1-3）的具体实现过程如下，

（5-1）所述线性霍尔元件输出感应电动势离散差分方程为

（5-2）由上述差分方程式，可导出初值以及的递推计算表达式如下

（5-3）重复上式的递推计算过程，根据测量值，在各个采样时刻可得的值，从而计算出被测电机的实时转速。