CN103368496A - 一种基于dsp的变频器m/t测速系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于DSP的变频器M/T测速系统和方法。本系统包括被测感应电机、光电旋转编码器、信号电缆、基于DSP的变频器主控制板、变频器主回路驱动板、变频器逆变器。本发明提供的系统和方法，仅需要将光电旋转编码器的A、B、Z三个输出信号巧妙地与DSPTMS320F2812相连，即可同时测量得到两种脉冲个数M ₁和M ₂，可成功在DSP上实现M/T测速，在全速范围内可获得高精度的测速结果。

Description

一种基于DSP的变频器M/T测速系统和方法

技术领域

本发明涉及变频器测速领域，具体来讲是一种基于DSP的变频器M/T测速系统和方法。

背景技术

近年来，随着国家节能减排政策的提出，变频器愈加凸显其在电力节能降耗中的作用。据统计，变频器在推广风机、水泵变频调速节能技术时，可达到20%~30%的节电率，这样可以少建火电厂，减少排放SO₂、SO、CO₂及灰尘，减少大气环境污染；牵引变频机车的应用，可以不用燃煤和烧油，减少排放污染等，可以说变频器迎来了发展的黄金时期。要实现高性能的变频调速系统，即精准的转速闭环控制，转速是一个极为重要的状态参数，被控电机转速的测量精度直接影响到控制系统的控制效果。

电机转速的检测，基本方法是通过检测与电机同轴连接的光电编码器输出的脉冲个数间接得到的，依据检测到的脉冲数的频率和时序，实现转速测量的方法主要有T法测速（测周期法）、M法测速（测频率法），M/T法（频率周期自适应法）。

M法的实现方式为：由系统的定时器按采样周期的时间定期发出一个时间到的信号，而计数器则记录下两个采样脉冲信号之间的旋转编码器的脉冲个数M ₁。但这两类脉冲的边沿是不可能一致的，因此它们之间存在着测速误差。用M法测速时，测量误差的最大可能性是1个脉冲，且M ₁与转速成正比，转速越低，M ₁越小，测量误差率越大，测量精度则越低，这是M法测速的缺点，因此M法适用于中高速测速范围。

T法测速同样也是利用计数器加以实现，与M法测速不同的是，它计的是计算机发出的高频时钟脉冲M ₂，以编码器输出的脉冲边沿作为计数器的起始点和终止点。与M法测速相似，旋转编码器发出的脉冲的边沿是不可能和计算机的时钟脉冲的边沿一致的，计数值M ₂也同样存在着1个脉冲误差。因此，低速时编码器相邻脉冲间隔时间长，测得高频时钟脉冲个数M ₂多，所以测量误差率小，测量精度高，故T法测速适用于低速段。

综合这两种测速方法的特点，产生了一种被称为M/T法的测速方法。它无论在高速还是低速时都具有较强的分辨能力和检测精度。M/T法测速实现的关键在于准确获得两个脉冲个数，即M ₁和M ₂。一般采用光电旋转编码器来进行测速，光电旋转编码器有A、B、Z三个信号（A、B为两个在相位上相差90度的正交编码脉冲信号，Z为索引信号，即每旋转一周发出一个脉冲信号）。由于在DSP TMS320F2812中，每个事件管理器模块（EVA/EVB），都有一个正交编码电路（QEP）和抓捕电路(CAP)，可借助于QEP电路用来实现正交编码脉冲M ₁的计数，即将A、B信号同时作为QEP口的输入信号，送入QEP电路进行正交编码。而要实现M ₂的计数，需借助于抓捕电路(CAP)，需用到A/B其中的一路信号，作为计数脉冲M ₂的边沿时刻信号，用来计数得到DSP的高频脉冲个数。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术中存在的问题，提供一种基于DSP的变频器M/T测速系统和方法，改变以往使用DSP测速方法实现M/T法测速的难题，操作简单，使用方便。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：一种基于DSP的变频器M/T测速系统，包括：被测感应电机、光电旋转编码器、信号电缆、基于DSP的变频器主控制板、变频器主回路驱动板、变频器逆变器。其特征在于：所述光电旋转编码器与被测感应电机的机械转子同轴相连接，光电旋转编码器通过信号电缆与基于DSP的变频器主控制板相连接，由基于DSP的变频器主控制板给光电旋转编码器提供工作电源；基于DSP的变频器主控制板与变频器主回路驱动板相连接，变频器主回路驱动板与变频器逆变器相连接，变频器逆变器与被测感应电机相连接；所述基于DSP的变频器主控制板根据光电旋转编码器采集被测感应电机的转速信号来控制电机旋转，以实现高精度的速度闭环控制。

所述基于DSP的变频器主控制板选用型号为TMS320F2812的DSP，包含电机测速所用正交编码电路（QEP）以及抓捕电路（CAP）；可通过对DSP事件管理器B中相关寄存器进行配置，来实现对应的脉冲信号正交编码或者抓捕功能。

所述光电旋转编码器采用霍德2500P/R，该光电旋转编码器中含有3个与电机转速信息相关联的信号，分别为2个在相位上相差90度的正交编码脉冲信号A、B，以及索引信号Z；通过对正交编码脉冲信号A、B作相关的处理，可得到电机转速以及旋转方向信息，索引信号Z为电机每旋转1圈发出的指引信号。

所述在TMS320F2812中，一旦正交编码脉冲电路（QEP）被使能后，则相应引脚上的抓捕功能（CAP）将会被禁止，因此无法同时得到实现高精度M/T测速方法的两种关键脉冲M₁和M₂。此时，将光电旋转编码器（2）与基于DSP的变频器主控制板（4）的连接方式为A、B、B。通过将捕捉口电路的CAP4/5口设置为QEP电路的QEP3/4口，用来计数得到正交编码脉冲个数M₁，抓捕口CAP6口单独用来抓捕B脉冲的上升沿触发时刻，用来计数得到DSP高频脉冲个数M₂，即可实现基于DSP的变频器M/T测速方法。

本发明所要解决的技术问题是：由于DSP硬件接口电路的特点，即正交编码电路（QEP）及抓捕电路（CAP）只能同时工作在一种模式下，无法同时工作来获取M/T法测速所需要的正交编码脉冲个数M ₁以及依据编码器输出信号相邻两个上升沿之间的高频脉冲个数M ₂。因此，本发明提供了一种基于DSP的变频器M/T测速系统和高精度测速方案，可同时在基于DSP的变频器平台获取M/T法测速所需要的两个关键脉冲个数M ₁和M ₂。

本发明采用的技术构思为：在DSP TMS320F2812中，当QEP电路被使能时，可以通过对CAP1/QEP1和CAP2/QEP2(EVA)或CAP4/QEP3和CAP5/QEP4(EVB)引脚上的正交编码脉冲信号进行解码和计数。但一旦正交编码脉冲电路被使能，则相应引脚上的捕获功能CAP将会被禁止。如果不对编码器的A、B、Z三个信号与DSP的连接方式做相应的处理，无法同时实现脉冲M ₁和M ₂的计数，即无法实现M/T法测速。因此，将光电旋转编码器与基于DSP的变频器主控制板的连接方式由A、B、Z改为A、B、B。通过将抓捕口电路的CAP4/5口设置为QEP正交编码电路的QEP3/4口，用来计数得到正交编码脉冲个数M ₁，抓捕CAP6口单独用来记录B脉冲的上升沿触发时刻，用来计数得到高频脉冲个数M ₂，此时可实现基于DSP的变频器M/T测速方法。

一种基于DSP的变频器M/T测速方法，采用上述系统进行测速，其特征在于：操作步骤如下：

1 ）初始化：

a) CAPCONB （捕获单元控制寄存器 B ）初始化：禁止捕获单元4和5，使能捕获单元6，选择通用定时器3作为捕获单元6的时钟基准，捕获单元6的边沿检测控制方式为检测上升沿；

b) T4CON （定时器 4 控制寄存器）初始化：计数模式选择为定向的递增/递减计数模式，输入时钟为DSP内部高频时钟，时钟源选择为QEP电路；

c) T3CON （定时器 3 控制寄存器）初始化：计数模式选择为连续递增计数模式，输入时钟预订标因子选择为DSP内部高频时钟的32分频，时钟源选择为内部时钟，通过设置T3PR（定时器3周期寄存器）产生一个2ms的周期定时中断程序；

2 ）上升沿中断程序：

d) 根据CAPCONB初始化设置的方式，捕捉口CAP6捕捉到正交编码B脉冲的上升沿时，进入上升沿中断程序；

e) 禁止捕获单元 6 中断：进入上升沿中断程序后，在EVB中断屏蔽寄存器C中禁止捕获单元6中断，防止捕捉口CAP6捕捉到下一个B脉冲上升沿时重复进入该上升沿中断程序，待2ms周期中断程序中完成转速计算后，再使能捕获单元6中断；

f) 读取相关寄存器值：读取定时器4计数寄存器的值，读取定时器3计数寄存器的值；

g) 计算变量 M₁ 及 M₂ ：将定时器4计数寄存器的值赋值给变量M₁，由公式T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂可根据定时器3计数寄存器的值，以及定时器3周期寄存器的值来计算变量M₂，其中T _c与定时器3周期寄存器的值相对应，∆T ₂与定时器3计数寄存器的值相对应，T与计算的变量M₂相对应；

h) 更新相关变量：将定时器4计数寄存器的值清零，将计算变量M₂所用到的中间变量∆T ₂赋值给∆T ₁；

3 ） 2ms 周期中断程序

i) 判断捕捉单元 6 中断状态：如果为使能状态，说明捕捉口CAP6还没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，此时电机转速非常低，需要进一步判断此时转速是否为0；如果为禁止状态，说明捕捉口CAP6已经捕捉到了正交编码B脉冲的上升沿，此时已经计算得到了变量M₁及M₂，则进入转速计算程序；

j) 计数变量自加 1：当判定捕捉单元6中断状态为使能状态时，定义一个计数变量自加1，来记录多少个2ms周期内捕捉口CAP6都没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿；

k) 判断计数变量是否为 20：当判断计数变量为20时，说明40ms时间内捕捉口CAP6都没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，则判定此时转速为0；此时还可根据需要来更改计数变量的值，如需判定100ms内捕捉口CAP6没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，转速则为0，那么可设定该计数变量为50；

l) 提取变量 M₁ 及 M₂ ：将上升沿中断程序中计算得到的变量M₁及M₂赋值给转速计算程序中的变量M₁及M₂；

m) 计算转速：得到两种关键变量M ₁和M ₂后，根据式

，就能计算出电机转速；其中f ₀为DSP时钟的脉冲频率（Hz），Z则为电机每转输出的旋转编码器脉冲个数；

n) 使能捕捉单元 6 中断：计算得到电机转速后，重新开放捕捉单元6中断，使捕捉口CAP6能捕捉正交编码B脉冲的上升沿，便于下一个2ms周期中断程序计算转速。

所述步骤 2 ）上升沿中断程序中计算变量 M₂ 时：当转速较低时，比如在2个采样周期T _c内才能检测到B相脉冲的上升沿，此时M ₂的计数值延长至2个采样周期T _c的个数；此时采用公式：T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂ +k*T _c，这里k取值为1；以此类推，当转速更低时，即需要在k+1个周期内才能检测到B相脉冲的上升沿，利用T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂ +k*T _c即可计算出M ₂的值；本测速系统默认20个采样周期T _c内没有检测到B相脉冲的上升沿，则转速为0。

本发明与现有技术相比较，具有的突出实质性特点和显著的优点是：通过将与电机同轴连接的光电旋转编码器的三个输出信号A、B、Z（A、B为两个在相位上相差90度的正交编码脉冲信号，Z为索引信号）与DSP的连接方式做相应的简单改动，即改为A、B、B信号与DSP的抓捕口CAB4/5/6相连接。就能同时计数得到正交编码脉冲个数M ₁和B信号相邻两个上升沿之间的高频脉冲个数M ₂。从而改变了以往使用DSP测速，无法实现M/T法测速的难题，而且该方法操作简单，实现也很方便。

附图说明

图1、基于M/T法测速原理的控制系统结构框图。

图2、M/T法测速原理图。

图3、M/T法测速程序流程图（其中（a）为初始化，（b）为上升沿中断程序，（c）为2ms周期中断程序）。

图4、低转速时M/T法测速原理图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1和图2，本基于DSP的变频器M/T测速系统，包括：被测感应电机（1）、光电旋转编码器（2）、信号电缆（3）、基于DSP的变频器主控制板（4）、变频器主回路驱动板（5）、变频器逆变器（6），其特征在于：所述光电旋转编码器（2）与被测感应电机（1）的机械转子同轴相连接，光电旋转编码器（2）通过信号电缆（3）与基于DSP的变频器主控制板（4）相连接，由基于DSP的变频器主控制板（4）给光电旋转编码器（2）提供工作电源；基于DSP的变频器主控制板（4）与变频器主回路驱动板（5）相连接，变频器主回路驱动板（5）与变频器逆变器（6）相连接，变频器逆变器（6）与被测感应电机（1）相连接；所述基于DSP的变频器主控制板（4）根据光电旋转编码器（2）采集被测感应电机（1）的转速信号来控制电机旋转，以实现高精度的速度闭环控制。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：所述基于DSP的变频器主控制板（4）选用型号为TMS320F2812的DSP，包含电机测速所用正交编码电路（QEP）以及抓捕电路（CAP）；可通过对DSP事件管理器B中相关寄存器进行配置，来实现对应的脉冲信号正交编码或者抓捕功能。所述光电旋转编码器（2）采用霍德2500P/R，该光电旋转编码器（2）中含有3个与电机转速信息相关联的信号，分别为2个在相位上相差90度的正交编码脉冲信号A、B，以及索引信号Z；通过对正交编码脉冲信号A、B作相关的处理，可得到电机转速以及旋转方向信息，索引信号Z为电机每旋转1圈发出的指引信号。在TMS320F2812中，一旦正交编码脉冲电路（QEP）被使能后，则相应引脚上的抓捕功能（CAP）将会被禁止，因此无法同时得到实现高精度M/T测速方法的两种关键脉冲M₁和M₂。此时，将光电旋转编码器（2）与基于DSP的变频器主控制板（4）的连接方式为A、B、B。通过将捕捉口电路的CAP4/5口设置为QEP电路的QEP3/4口，用来计数得到正交编码脉冲个数M₁，抓捕口CAP6口单独用来抓捕B脉冲的上升沿触发时刻，用来计数得到DSP高频脉冲个数M₂，即可实现基于DSP的变频器M/T测速方法。

实施例三：

参见图3和图4，本基于DSP的变频器M/T测速方法，采用上述系统进行测速，操作步骤如下：

1 ）初始化：

a) CAPCONB （捕获单元控制寄存器 B ）初始化：禁止捕获单元4和5，使能捕获单元6，选择通用定时器3作为捕获单元6的时钟基准，捕获单元6的边沿检测控制方式为检测上升沿；

b) T4CON （定时器 4 控制寄存器）初始化：计数模式选择为定向的递增/递减计数模式，输入时钟为DSP内部高频时钟，时钟源选择为QEP电路；

c) T3CON （定时器 3 控制寄存器）初始化：计数模式选择为连续递增计数模式，输入时钟预订标因子选择为DSP内部高频时钟的32分频，时钟源选择为内部时钟，通过设置T3PR（定时器3周期寄存器）产生一个2ms的周期定时中断程序；

2 ）上升沿中断程序：

d) 根据CAPCONB初始化设置的方式，捕捉口CAP6捕捉到正交编码B脉冲的上升沿时，进入上升沿中断程序；

e) 禁止捕获单元 6 中断：进入上升沿中断程序后，在EVB中断屏蔽寄存器C中禁止捕获单元6中断，防止捕捉口CAP6捕捉到下一个B脉冲上升沿时重复进入该上升沿中断程序，待2ms周期中断程序中完成转速计算后，再使能捕获单元6中断；

f) 读取相关寄存器值：读取定时器4计数寄存器的值，读取定时器3计数寄存器的值；

g) 计算变量 M₁ 及 M₂ ：将定时器4计数寄存器的值赋值给变量M₁，由公式T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂可根据定时器3计数寄存器的值，以及定时器3周期寄存器的值来计算变量M₂，其中T _c与定时器3周期寄存器的值相对应，∆T ₂与定时器3计数寄存器的值相对应，T与计算的变量M₂相对应；

h) 更新相关变量：将定时器4计数寄存器的值清零，将计算变量M₂所用到的中间变量∆T ₂赋值给∆T ₁；

3 ） 2ms 周期中断程序

i) 判断捕捉单元 6 中断状态：如果为使能状态，说明捕捉口CAP6还没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，此时电机转速非常低，需要进一步判断此时转速是否为0；如果为禁止状态，说明捕捉口CAP6已经捕捉到了正交编码B脉冲的上升沿，此时已经计算得到了变量M₁及M₂，则进入转速计算程序；

j) 计数变量自加 1：当判定捕捉单元6中断状态为使能状态时，定义一个计数变量自加1，来记录多少个2ms周期内捕捉口CAP6都没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿；

k) 判断计数变量是否为 20：当判断计数变量为20时，说明40ms时间内捕捉口CAP6都没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，则判定此时转速为0；此时还可根据需要来更改计数变量的值，如需判定100ms内捕捉口CAP6没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，转速则为0，那么可设定该计数变量为50；

l) 提取变量 M₁ 及 M₂ ：将上升沿中断程序中计算得到的变量M₁及M₂赋值给转速计算程序中的变量M₁及M₂；

m) 计算转速：得到两种关键变量M ₁和M ₂后，根据式

，就能计算出电机转速；其中f ₀为DSP时钟的脉冲频率（Hz），Z则为电机每转输出的旋转编码器脉冲个数；

n) 使能捕捉单元 6 中断：计算得到电机转速后，重新开放捕捉单元6中断，使捕捉口CAP6能捕捉正交编码B脉冲的上升沿，便于下一个2ms周期中断程序计算转速。

所述步骤 2 ）上升沿中断程序中计算变量 M₂ 时：当转速较低时，比如在2个采样周期T _c内才能检测到B相脉冲的上升沿，此时M ₂的计数值延长至2个采样周期T _c的个数；此时采用公式：T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂ +k*T _c，这里k取值为1；以此类推，当转速更低时，即需要在k+1个周期内才能检测到B相脉冲的上升沿，利用T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂ +k*T _c即可计算出M ₂的值；本测速系统默认20个采样周期T _c内没有检测到B相脉冲的上升沿，则转速为0。

实施例四：

在本实施例中，以TI公司的DSP TMS320F2812和2500P/R的霍德光电编码器组成的数字转速检测系统为例，详细讲述了M/T法的测速原理及其具体实现方式，同时给出了极低转速情况下M/T法测速的解决方案。

M/T 法测速原理见图 2 所示。它的关键是要求实际的检测时间（称为检测周期T _c）与旋转编码器的输出脉冲严格一致。图中T _c是采样时钟，它由系统的定时器产生，其数值始终不变。检测周期由T _c脉冲的边沿之后的第一个脉冲编码器的输出脉冲来决定，即T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂。检测周期T内被测转轴的转角为θ，则

。已知旋转编码器每转发出Z个脉冲，在检测周期T内发出的脉冲数是M ₁，则转角θ又可表示成：

。若时钟频率是f ₀，在检测周期T内的始终脉冲计数值为M ₂，则检测周期T可写成：

。从而，综合上述三个式子，便可求出被测的转速表达式为：

。

基于 DSPTMS320F2812 的 M/T 测速方案的实现：将光电旋转编码器的A、B两相正交编码脉冲送入DSP的正交解码QEP电路。为保证M和T同步计数，在采样周期程序中开放B相脉冲上升沿中断。其中，正交解码器接口模块（QEP）主要完成两项工作：一是根据A、B脉冲的相序判断电动机的旋转方向，二是对输入脉冲进行4倍频，并把倍频后的脉冲送入计数器进行计数，从而获得与电动机转速相关的测速脉冲M ₁。另外使用一个定时器T₃作为高频时钟脉冲计数器，其周期T _c取2ms，并同时记录进入周期中断的次数，以便准确计算M ₂。因为在转速较低的时候，可能需要几个采样周期T _c，才能进入B相脉冲的上升沿中断程序，而M ₁和M ₂的值均在B相脉冲上升沿中断中期中计算。

测速软件基本思想为：每隔一段时间（由周期中断控制捕抓中断开通时间）捕抓一次计数器的值，然后与前一次捕抓的值比较计算出实际上两次捕抓间隔的M ₁和M ₂，这样根据式

，就能计算出电动机转速。为了在该测速周期内避免因B相脉冲上沿引起的重复进入捕抓中断，每次进入捕抓中断后必须关闭捕抓功能，待再次进入周期中断时再开通捕抓中断。以此循环往复不停的测速。

图 3 所示为测速程序流程图。如图，M/T测速程序由(a)寄存器初始化、(b)上升沿中断程序和(c)2ms周期中断程序三部分组成。当电动机转速很低时，有可能在一个测速周期内都检测不到正交编码B脉冲的上升沿，这时候就需要延长测速时间。当连续20个测速周期内都没有检测到正交编码B脉冲的上升沿（未进捕抓中断）时，认为电动机转速为0转/分。本平台的抓捕中断子程序由B相脉冲的上升沿触发，周期中断子程序由通用定时器T ₃周期寄存器产生2ms的周期中断。

M/T 极低速测速特点：当转速较低时，比如在2个检测周期T _c内才能检测到B相脉冲的上升沿，此时M ₂的计数值延长至2个周期T _c的个数，如图3所示。此时采用的公式为：T = T _c- ∆T ₁ + ∆T ₂ +k*T _c，这里k取值为1。依次类推，当转速更低时，即需要在k+1个周期内才能检测到B相脉冲的上升沿，利用上式公式即可计算出M ₂的值。

M/T法测速究竟能够测得多低的转速与选择的高频时钟分量f ₀有关联，因为CAP6FIFO为16位的无符号寄存器，其所能存取的最大值为65535。例如，当选取其为8分频时，即f ₀=150*10⁶/8，电机运行于0.5Hz，即15r/min时，此时编码器脉冲两个上升沿间的时间间隔为0.0016s，高频脉冲个数M ₂ = 0.0016*150*10⁶/8=30000个，此时，最低只能测0.25Hz的转速。如果想要测量更低的转速，则需要对CPU时钟频率进行更高的预分频处理，比如进行128分频。或另外设一个无符号32位的变量，将所读取的高频脉冲个数M ₂保存至该32位无符号变量。

经过将光电编码器的A、B、Z三个输出信号巧妙地与DSP TMS320F2812相连，可以同时测量得到正交编码脉冲个数M ₁和B脉冲相邻两个上升沿之间的高频脉冲个数M ₂，可成功地在基于DSP的变频器系统上实现M/T法测速方案。M/T法测速可以在全速范围内获得高精度的测速结果，以上的实现方案已经在基于DSPTMS320F2812的逆变器实验平台上得以成功的实现，并取得了令人满意的测速结果和精度。

Claims (6)

1.一种基于 DSP 的变频器 M/T 测速系统，包括：被测感应电机（1）、光电旋转编码器（2）、信号电缆（3）、基于DSP的变频器主控制板（4）、变频器主回路驱动板（5）、变频器逆变器（6），其特征在于：所述光电旋转编码器（2）与被测感应电机（1）的机械转子同轴相连接，光电旋转编码器（2）通过信号电缆（3）与基于DSP的变频器主控制板（4）相连接，由基于DSP的变频器主控制板（4）给光电旋转编码器（2）提供工作电源；基于DSP的变频器主控制板（4）与变频器主回路驱动板（5）相连接，变频器主回路驱动板（5）与变频器逆变器（6）相连接，变频器逆变器（6）与被测感应电机（1）相连接；所述基于DSP的变频器主控制板（4）根据光电旋转编码器（2）采集被测感应电机（1）的转速信号来控制电机旋转，以实现高精度的速度闭环控制。

2.根据权利要求 1 所述的基于 DSP 的变频器 M/T 测速系统，其特征在于：所述基于DSP的变频器主控制板（4）选用型号为TMS320F2812的DSP，包含电机测速所用正交编码电路（QEP）以及抓捕电路（CAP）；可通过对DSP事件管理器B中相关寄存器进行配置，来实现对应的脉冲信号正交编码或者抓捕功能。

3.根据权利要求 1 所述的基于 DSP 的变频器 M/T 测速系统，其特征在于：所述光电旋转编码器（2）采用霍德2500P/R，该光电旋转编码器（2）中含有3个与电机转速信息相关联的信号，分别为2个在相位上相差90度的正交编码脉冲信号A、B，以及索引信号Z；通过对正交编码脉冲信号A、B作相关的处理，可得到电机转速以及旋转方向信息，索引信号Z为电机每旋转1圈发出的指引信号。

4.根据权利要求 1 所述的基于 DSP 的变频器 M/T 测速系统，其特征还在于：在TMS320F2812中，一旦正交编码脉冲电路（QEP）被使能后，则相应引脚上的抓捕功能（CAP）将会被禁止，因此无法同时得到实现高精度M/T测速方法的两种关键脉冲M₁和M₂。此时，将光电旋转编码器（2）与基于DSP的变频器主控制板（4）的连接方式为A、B、B。通过将捕捉口电路的CAP4/5口设置为QEP电路的QEP3/4口，用来计数得到正交编码脉冲个数M₁，抓捕口CAP6口单独用来抓捕B脉冲的上升沿触发时刻，用来计数得到DSP高频脉冲个数M₂，即可实现基于DSP的变频器M/T测速方法。

5.一种基于 DSP 的变频器 M/T 测速方法，采用根据权利要求 1 所述的基于 DSP 的变频器测速系统进行测速，其特征在于：操作步骤如下：

1 ）初始化：

CAPCONB （捕获单元控制寄存器 B ）初始化：禁止捕获单元4和5，使能捕获单元6，选择通用定时器3作为捕获单元6的时钟基准，捕获单元6的边沿检测控制方式为检测上升沿；

T4CON （定时器 4 控制寄存器）初始化：计数模式选择为定向的递增/递减计数模式，输入时钟为DSP内部高频时钟，时钟源选择为QEP电路；

T3CON （定时器 3 控制寄存器）初始化：计数模式选择为连续递增计数模式，输入时钟预订标因子选择为DSP内部高频时钟的32分频，时钟源选择为内部时钟，通过设置T3PR（定时器3周期寄存器）产生一个2ms的周期定时中断程序；

2 ）上升沿中断程序：

根据CAPCONB初始化设置的方式，捕捉口CAP6捕捉到正交编码B脉冲的上升沿时，进入上升沿中断程序；

禁止捕获单元 6 中断：进入上升沿中断程序后，在EVB中断屏蔽寄存器C中禁止捕获单元6中断，防止捕捉口CAP6捕捉到下一个B脉冲上升沿时重复进入该上升沿中断程序，待2ms周期中断程序中完成转速计算后，再使能捕获单元6中断；

读取相关寄存器值：读取定时器4计数寄存器的值，读取定时器3计数寄存器的值；

计算变量 M₁ 及 M₂ ：将定时器4计数寄存器的值赋值给变量M₁，由公式

可根据定时器3计数寄存器的值，以及定时器3周期寄存器的值来计算变量M₂，其中T _c与定时器3周期寄存器的值相对应，

与定时器3计数寄存器的值相对应，T与计算的变量M₂相对应；

更新相关变量：将定时器4计数寄存器的值清零，将计算变量M₂所用到的中间变量

赋值给

；

3 ） 2ms 周期中断程序

判断捕捉单元 6 中断状态：如果为使能状态，说明捕捉口CAP6还没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，此时电机转速非常低，需要进一步判断此时转速是否为0；如果为禁止状态，说明捕捉口CAP6已经捕捉到了正交编码B脉冲的上升沿，此时已经计算得到了变量M₁及M₂，则进入转速计算程序；

计数变量自加 1：当判定捕捉单元6中断状态为使能状态时，定义一个计数变量自加1，来记录多少个2ms周期内捕捉口CAP6都没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿；

判断计数变量是否为 20：当判断计数变量为20时，说明40ms时间内捕捉口CAP6都没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，则判定此时转速为0；此时还可根据需要来更改计数变量的值，如需判定100ms内捕捉口CAP6没有捕捉到正交编码B脉冲的上升沿，转速则为0，那么可设定该计数变量为50；

提取变量 M₁ 及 M₂ ：将上升沿中断程序中计算得到的变量M₁及M₂赋值给转速计算程序中的变量M₁及M₂；

计算转速：得到两种关键变量M ₁和M ₂后，根据式

，就能计算出电机转速；其中f ₀为DSP时钟的脉冲频率（Hz），Z则为电机每转输出的旋转编码器脉冲个数；

使能捕捉单元 6 中断：计算得到电机转速后，重新开放捕捉单元6中断，使捕捉口CAP6能捕捉正交编码B脉冲的上升沿，便于下一个2ms周期中断程序计算转速。

6.根据权利要求 5 所述的基于 DSP 的变频器 M/T 测速方法，其特征还在于：在所述步骤 2 ）上升沿中断程序中计算变量 M₂ 时：当转速较低时，比如在2个采样周期T _c内才能检测到B相脉冲的上升沿，此时M ₂的计数值延长至2个采样周期T _c的个数；此时采用公式：，这里k取值为1；以此类推，当转速更低时，即需要在k+1个周期内才能检测到B相脉冲的上升沿，利用

即可计算出M ₂的值；本测速系统默认20个采样周期T _c内没有检测到B相脉冲的上升沿，则转速为0。

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