[发明专利]一种预测式M/T的测速系统及方法有效

专利信息
申请号: 201810132264.0 申请日: 2018-02-09
公开(公告)号: CN108549024B 公开(公告)日: 2019-12-27
发明(设计)人: 朱明超;霍琦;李昂;顾金麟;王文瑞;李大为 申请(专利权)人: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
主分类号: G01R31/34 分类号: G01R31/34;G01P3/481
代理公司: 44316 深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人: 赵勍毅
地址: 130033 吉林省长春*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 预设 标志位 编码器脉冲 溢出 捕捉 测速 编码器 预测式 状态寄存器 编码器线 采样周期 测速系统 最大转速 归一化 点数 复位 检测
【说明书】:

发明提供一种预测式M/T的测速方法,所述测速方法包括以下步骤:获取当前编码器脉冲数QPOS;检测状态寄存器中溢出标志位COEF,并判断溢出标志位COEF是否等于第一预设值;当溢出标志位COEF等于第一预设值时,将捕捉周期值设置为预设的最大值并复位溢出标志位COEF;当溢出标志位COEF不等于第一预设值时,获取捕捉定时值和捕捉周期值;根据捕捉定时值和捕捉周期值,得到第一比值;获取编码器的旋转方向,并根据编码器的旋转方向,第一定点数PosVal和所述第一比值,得到第一编码器脉冲数;根据所述第一编码器脉冲数、上个周期的编码器脉冲数和预设的编码器线数,得到第二比值;根据所述第二比值、预设的采样周期和预设的最大转速,得到归一化后的当前速度值。

技术领域

本发明涉及电机测速领域,尤其涉及一种预测式M/T的测速系统及方法。

背景技术

目前,电机测速的主要方式有测速发电机、旋转变压器、直线光栅尺和编码器等,其中增量式光电编码器具有结构简单、测量方便准确、寿命长等优点,在现代控制领域得到广泛应用。

应用增量式光电编码器测速时,编码器与被测电机同轴,通过检测输出的脉冲序列来判断电机的旋转方向和速度。脉冲测速最典型的方法有测频率法(M法测速)、测周期法(T法测速)以及频率周期自适应法(MT法测速)。测频率法是在固定时间间隔内计算脉冲数,此方法具有实现简单及在任何速度下速度测量间隔(采样周期)都是固定的等优点,但是无论速度大小速度误差是一个常量,适用于高速时速度的测量,在低速时相对速度的准确度和测量分辨率会较差。测周期法是测量两个邻近脉冲的时间间隔,此方法具有低速时测速准确、可忽略测量时间延迟等优点,但这种方法需用除法来计算速度增加了处理器的负担、且由于速度调节器算法的执行和速度采样不同步导致其它的时间延迟等缺点,不适用于高速测量。目前工业领域广泛采用频率周期自适应法,该方法综合了M法和T法的优点,属于全速度范围测量方法,但在转速极低时,检测时间会增大,速度测量的时间延迟会增加,这时会限制速度调节带宽。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中在转速极低时,脉冲测速的检测时间会增大,测量的时间延迟会增加,这时会限制速度调节带宽的技术问题,提供一种预测式M/T的测速系统及方法。

本发明提供一种实施例的预测式M/T的测速方法,所述测速方法包括以下步骤:

获取当前编码器脉冲数QPOS,并将当前编码器脉冲数QPOS保存为第一定点数PosVal;

检测状态寄存器中溢出标志位COEF,并判断溢出标志位COEF是否等于第一预设值;

当溢出标志位COEF等于第一预设值时,将捕捉周期值设置为预设的最大值并复位溢出标志位COEF;

当溢出标志位COEF不等于第一预设值时,获取捕捉定时值和捕捉周期值;

根据捕捉定时值和捕捉周期值,得到第一比值;

获取编码器的旋转方向,并根据编码器的旋转方向,第一定点数PosVal和所述第一比值,得到第一编码器脉冲数;

根据所述第一编码器脉冲数、上个周期的编码器脉冲数和预设的编码器线数,得到第二比值;

根据所述第二比值、预设的采样周期和预设的最大转速,得到归一化后的当前速度值,并将第一定点数PosVal保存至上个周期的编码器脉冲数PrePos。

本发明还提供一种实施例的预测式M/T的测速系统,所述测速系统包括增量式编码器和FPGA;

增量式编码器和FPGA连接,用于输出A相脉冲信号和B相脉冲信号;

FPGA包括位置计数模块、捕捉定时器控制模块、时钟分频模块和速度计算模块,其中,

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