[发明专利]一种基于脉冲反馈检测电机运动学参数的方法

摘要

本发明公开了一种基于脉冲反馈检测电机运动学参数的方法。通过连续采集信号读取时刻前的N个时刻的脉冲数，将采集的N个脉冲数及其对应的时刻线性拟合成N‑1次函数，得到电机位置与时间的关系函数，对电机位置与时间的关系函数求一阶导数，得到电机速度与时间的关系函数，对电机速度与时间的关系函数求一阶导数，得到电机加速度与时间的关系函数；根据信号读取时刻是否与脉冲计数时刻同步，并代入相应的约束条件，得到电机位置、速度和加速度的检测结果。本发明能同时计算出信号读取时刻的电机位置、速度和加速度，扩展测速的速度范围，提高电机位置、速度和加速度计算的准确性和实时性。

主权项

一种基于脉冲反馈检测电机运动学参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)连续采集信号读取时刻tN+1前的N个时刻t1～tN的电机位置反馈的脉冲数p1～pN，其中，N为大于3的整数；(2)将采集的N个脉冲数p1～pN及其对应的时刻t1～tN线性拟合成N‑1次函数，得到电机位置与时间的关系函数f(t)；(3)对电机位置与时间的关系函数f(t)求一阶导数，得到电机速度与时间的关系函数v(t)；(4)对电机速度与时间的关系函数v(t)求一阶导数，得到电机加速度与时间的关系函数a(t)；(5)判断信号读取时刻tN+1与脉冲计数时刻是否同步，是则顺序执行如下步骤(A1)和(A2)，得到信号读取时刻tN+1的电机位置、电机速度和电机加速度；否则顺序执行如下步骤(B1)和(B2)，得到信号读取时刻tN+1的电机位置、电机速度和电机加速度；步骤(A1)和(A2)分别为：(A1)将tN分别代入电机位置与时间的关系函数f(t)、电机速度与时间的关系函数v(t)和电机加速度与时间的关系函数a(t)，得到信号读取时刻tN+1的电机位置f(tN)、电机理论速度v(tN)和电机理论加速度a(tN)；(A2)分别判断电机理论速度v(tN)和电机理论加速度a(tN)是否满足如下条件：和若电机理论速度v(tN)满足条件，则将电机理论速度v(tN)作为电机速度，否则对电机理论速度v(tN)进行修正，得到电机速度；若电机理论加速度a(tN) 满足条件，则将电机理论加速度a(tN)作为电机加速度，否则对电机理论加速度a(tN)进行修正，得到电机加速度；步骤(B1)和(B2)分别为：(B1)将tN+1分别代入电机位置与时间的关系函数f(t)、电机速度与时间的关系函数v(t)和电机加速度与时间的关系函数a(t)，得到信号读取时刻tN+1的电机理论位置f(tN+1)、电机理论速度v(tN+1)和电机理论加速度a(tN+1)；(B2)分别判断电机理论位置f(tN+1)、电机理论速度v(tN+1)和电机理论加速度a(tN+1)是否满足如下条件：f(tN)‑(tN+1‑tN)·vmax≤f(tN+1)≤f(tN)+(tN+1‑tN)·vmax、和若电机理论位置f(tN+1)满足条件，则将电机理论位置f(tN+1)作为电机位置，否则对电机理论位置f(tN+1)进行修正，得到电机位置；若电机理论速度v(tN+1)满足条件，则将电机理论速度v(tN+1)作为电机速度，否则对电机理论速度v(tN+1)进行修正，得到电机速度；若电机理论加速度a(tN+1)满足条件，则将电机理论加速度a(tN+1)作为电机加速度，否则对电机理论加速度a(tN+1)进行修正，得到电机加速度；所述步骤(A2)和(B2)中，是tN‑1时刻到tN时刻内的任一时刻的速度，是tN‑2时刻到tN‑1时刻内的任一时刻的速度，是时刻到时刻内任一时刻的加速度，vmax、amax和acmax分别是最大电机速度、最大电机加速度和最大电机加速度变化率。