CN103676769A - 可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，包括编码器和控制器，控制器包括FPGA信号处理模块和输出电路，FPGA信号处理模块包括：编码器位置解码单元，将编码器发送的经编码后的位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；CPU单元，接收机械轴的当前转速，并基于机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；信号比对单元，将所述CPU单元输出的实际动作的ON/OFF参数和编码器位置解码单元输出的机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内则向对应的动作元件发送开关信号以控制动作元件动作。

Description

可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统及方法。

背景技术

以往采用机械凸轮，用传感器检测凸轮的位置，从而输出信号。这种方法机械凸轮调整困难，不能在设备运行时修改凸轮位置。传感器信号会有延迟并且不能进行高速时机械延迟补偿。而且机械凸轮在设计完成后，其从动件的动作即被确定，若要改变动作规律必须重新设计安装凸轮。此外，机械凸轮的数量也受到机器尺寸及复杂程度的限制。如果要求在进行多工位机械传动的同时，还要在相应的位置驱动执行元件产生动作并进行监控，比如我们要求机器在高速运转过程中，每当它转过某一角度时，既要使相应的机械结构要按预定的运动规律产生动作，同时还要驱动若干气缸动作，而且在从这一角度开始的某个区间内还要检测某个光电开关的信号是否存在，这样的功能单靠机械凸轮来实现将非常困难甚至根本无法实现。而电子凸轮，则可以轻松完成以上功能，机械结构在运行时，由电子凸轮控制气缸电磁阀动作或输出信号给PLC。所谓电子凸轮是指通过位置编码器获得当前驱动轴的角度或位移，然后与凸轮程序中的凸轮轨迹起始点和终点的设定值进行实时比较，从而确定凸轮轨迹的状态并产生对应的输出信号。

日前许多公司都生产有专用的电子凸轮控制器作为PLC的一种可灵活配置的智能模块，但是，采用PLC读取绝对值编码器的位置，运算比对后输出信号，此种方法需要占用较多PLC资源，由于PLC的输入点信号延迟，PLC扫描周期影响（特别是采用高分辨率编码器时），将会造成很大的信号迟滞，不适用于高速生产设备。

另外，目前还有一些高端大型运动控制有内置凸轮控制功能，此方法有很大的局限性，必须成套使用伺服 PLC 和触摸屏应用，成本高，不易使用。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，成本低、精度高，而且能够有效消除机械和电气动作元件的延迟，保持设备在不同运行速度下动作元件动作的时机正确无误。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，包括编码器和控制器，所述编码器用于获取机械轴的位置信息，所述控制器包括FPGA信号处理模块和输出电路，其中，所述FPGA信号处理模块包括：

编码器位置解码单元，与所述编码器连接，用于将所述编码器发送的经编码后的位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；

CPU单元，用于接收所述机械轴的当前转速，并基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；

信号比对单元，用于将所述CPU单元输出的实际动作的ON/OFF参数和所述编码器位置解码单元输出的机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，则通过所述输出电路向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作。

作为上述方案的改进，所述进角补偿参数包括进角补偿量和进角补偿设定速度，所述CPU单元根据以下步骤计算出实际动作的ON/OFF参数：

（1）首先通过用户设定的进角补偿参数计算出进角补偿系数，其中：进角补偿系数=进角补偿量/进角补偿设定速度;

（2）通过所述进角补偿系数和所述机械轴的当前转速计算出补偿值，其中：补偿值=机械轴的当前转速×进角补偿系数；

（3）通过用户设定的ON/OFF参数和所述补偿值计算出际动作的ON/OFF参数，其中：实际动作的ON/OFF参数=用户设定的ON/OFF参数-补偿值。

作为上述方案的改进，所述位置数据为角度数据或位移数据。

作为上述方案的改进，所述编码器为采用1024/2048线ABZ三相的增量型编码器，将检测到的机械轴的位置信息编码成位置数据信号；所述编码器位置解码单元通过以下步骤获得机械轴的当前位置数据和计算出机械轴的当前转速:

（1） 通过编码器的z相原点脉冲的上升沿设为原点b；在A相信号的跳变沿，同时检测B相信号的电平来识别角度；

（2）在A相信号的上升沿，如果B相为低电平则识别为编码器正转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器加1；在A相信号的上升沿，如果B相信号为高电平则识别编码器反转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器减1；

其中，位置寄存器最终存储的数据即为机械轴的当前位置数据；

（3）根据所述编码器分辨率m和单位时间t内的角度变化量Δn计算出机械轴的当前转速V:

V=Δn/m/t, 其中，t=166.6667ms。

作为上述方案的改进，所述控制器还包括分别于所述FPGA信号处理模块连接的操作面板、非易失性数据存储模块和供电监控模块；所述操作面板供用户设定ON/OFF参数和进角补偿参数，所述非易失性数据存储模块用于存储用户设定的ON/OFF参数和进角补偿参数，所述供电监控模块用于给各个模块供电和监控各模块的运行状态。

作为上述方案的改进，所述FPGA信号处理模块还包括非易失性数据交换单元、外置和内置RAM/ ROM单元和外围电路通讯单元, 所述非易失性数据交换单元用于实现所述CPU单元与CPU和所述非易失性数据存储模块的非易失性数据的协议交换、数据的读取和存储；所述外围电路通讯单元用于实现所述CPU单元与外围电路数据的协议转换和数据缓存；所述外置和内置RAM/ ROM单元用于实现所述CPU单眼的程序存储和程序运行内存。

作为上述方案的改进，所述输出电路采用高速光电耦合器进行开关信号的输出。 

本发明相应的提供了一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制方法，包括步骤：

S1、获取机械轴当前的位置信息，并将获得的位置信息编码成位置数据信号；

S2、将经编码后的所述位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；

S3、基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；

S4、将所述实际动作的ON/OFF参数和所述机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，则向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作。

作为上述方案的改进，在所述步骤S3中，所述进角补偿参数包括进角补偿量和进角补偿设定速度，所述步骤S3具体包括步骤：

S31、通过用户设定的进角补偿参数计算出进角补偿系数，其中：进角补偿系数=进角补偿量/进角补偿设定速度;

S32、通过所述进角补偿系数和所述机械轴的当前转速计算出补偿值，其中：补偿值=机械轴的当前转速×进角补偿系数；

S33、通过用户设定的ON/OFF参数和所述补偿值计算出实际动作的ON/OFF参数，其中：实际动作的ON/OFF参数=用户设定的ON/OFF参数-补偿值。

作为上述方案的改进，在所述步骤S1中，采用1024/2048线ABZ三相的增量型编码器将检测到的机械轴的位置信息编码成位置数据信号；所述步骤S2具体包括步骤：

S21、 通过编码器的z相原点脉冲的上升沿设为原点b；在A相信号的跳变沿，同时检测B相信号的电平来识别角度；

S22、在A相信号的上升沿，如果B相为低电平则识别为编码器正转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器加1；在A相信号的上升沿，如果B相信号为高电平则识别编码器反转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器减1；

其中，位置寄存器最终存储的数据即为机械轴的当前位置数据；

S23、根据所述编码器分辨率m和单位时间t内的角度变化量Δn计算出机械轴的当前转速V:

V=Δn/m/t, 其中，t=166.6667ms。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：采用了FPGA信号处理模块来将经编码后的位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；并基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；并且将所述实际动作的ON/OFF参数和所述机械轴的当前位置数据进行对比，仅有所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，才向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作，从而能够有效消除机械和电气动作元件的延迟，保持设备在不同运行速度下动作元件动作的时机正确无误。另外，1. 采用ABZ三相高分辨率编码器（可选用1024/2048分辨率）检测机械轴的位置。使用高速光电耦合器进行开关信号的输出保证高速响应能力。在本发明中各个信号的比对和高速补偿运算并行执行，运算32个输出点只需要500ns，大大提高系统精度和信号的响应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统的结构框图；

图2是图1所示的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统的FPGA信号处理模块的结构框图；

图3是图1所示的编码器的信号波形图；

图4是2所示的FPGA信号处理模块进行进角补偿后的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制方法的流程图；

图6是图5所示的步骤S2的具体流程图；

图7是图5所示的步骤S3的具体流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，如图1所示，包括编码器1、控制器2和动作元件3，所述编码器用于获取机械轴的位置信息，所述控制器2根据编码器1发送的信号而进行处理，从而控制所述动作元件3动作。

在本实施例中，所述编码器为采用1024/2048线ABZ三相的增量型编码器，将检测到的机械轴的位置信息编码成位置数据信号, 信号波形如图3所示。其中，所述位置数据可为角度数据或位移数据。而在本实施例中，为了方便描述，统一利用角度数据进行相应描述。

在本实施例中，所述控制器2包括FPGA信号处理模块21、输出电路22、操作面板23、非易失性数据存储模块24和供电监控模块25，其中，所述供电监控模块25同时连接所述输出电路22和操作面板23，用于给各个模块供电和监控各模块的运行状态。所述操作面板23供用户设定ON/OFF参数和进角补偿参数，所述非易失性数据存储模块24用于存储用户设定的ON/OFF参数和进角补偿参数。所述FPGA信号处理模块21用于将所述编码器1发送的位置数据信号进行处理，并与用户的设定参数进行对比后输出，从而控制动作元件动作。  

具体的，参考图2，本实施例的FPGA信号处理模块21包括编码器位置解码单元211、CPU单元212、信号比对单元213、非易失性数据交换单元214、外置和内置RAM/ ROM单元215和外围电路通讯单元216，其中：

编码器位置解码单元211，与所述编码器1连接，用于将所述编码器1发送的经编码后的位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速。

具体的，当编码器位置解码单元211接收到所述编码器1发送的经编码后的位置数据信号（角度信号）时，首先进行信号的消抖和位置解码，然后通过以下步骤获得机械轴的当前位置数据和计算出机械轴的当前转速:

（1） 通过编码器的z相原点脉冲的上升沿设为原点；在A相信号的跳变沿，同时检测B相信号的电平来识别角度；

（2）在A相信号的上升沿，如果B相为低电平则识别为编码器正转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器加1；在A相信号的上升沿，如果B相信号为高电平则识别编码器反转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器减1；

其中，位置寄存器最终存储的数据即为机械轴的当前位置数据；

（3）根据所述编码器分辨率m和单位时间t内的角度变化量Δn计算出机械轴的当前转速V:

V=Δn/m/t, 其中，t=166.6667ms。

最后，编码器位置解码单元211将位置寄存器最终存储的数据和机械轴的当前转速V分别发送给CPU单元212、信号比对单元213。

CPU单元212，用于接收所述机械轴的当前转速，并基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数。

具体的，所述进角补偿参数包括进角补偿量和进角补偿设定速度，所述CPU单元根据以下步骤计算出实际动作的ON/OFF参数：

（1）首先通过用户设定的进角补偿参数计算出进角补偿系数K，其中：进角补偿系数K=进角补偿量r/进角补偿设定速度V1;

（2）通过所述进角补偿系数和所述机械轴的当前转速计算出补偿值(本实施例优选为补偿角度R1)，其中：补偿角度R1=机械轴的当前转速V1×进角补偿系数K；

（3）通过用户设定的ON/OFF参数和所述补偿值计算出际动作的ON/OFF参数，其中：实际动作的ON/OFF参数(角度)=用户设定的ON/OFF参数（角度）-补偿角度R1。

例如，结合图4，通过一个具体实施例来说明CPU单元212如何计算出实际动作的ON/OFF角度，例如：

输出区设定:  30度ON / 80度OFF（即用户设定的ON/OFF角度）

进角设定  :  进角补偿量30度（r） / 进角补偿设定转速300rpm(V1)

如图4所示，设定300rpm进角30度时，运行速度在300rpm时ON/OFF的动作提前了30度，此方法能消除机械和电气动作元件的延迟，保持设备在不同运行速度下，电磁阀，气缸动作的时机正确无误。

信号比对单元213，用于将所述CPU单元212输出的实际动作的ON/OFF参数和所述编码器位置解码单元211输出的机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，则通过所述输出电路22向对应的动作元件3发送开关信号，从而控制对应的动作元件3动作。

非易失性数据交换单元214，用于实现所述CPU单元和所述非易失性数据存储模块24的非易失性数据的协议交换、数据的读取和存储。

外围电路通讯单元215，用于实现所述CPU单元与外围电路数据的协议转换和数据缓存。

外置和内置RAM/ ROM单元216，用于实现所述CPU单元211的程序存储和程序运行内存。

本发明实施例采用了FPGA信号处理模块来将经编码后的位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；并基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；并且将所述实际动作的ON/OFF参数和所述机械轴的当前位置数据进行对比，仅有所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，才向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作，从而能够有效消除机械和电气动作元件的延迟，保持设备在不同运行速度下动作元件动作的时机正确无误。另外，1.     采用ABZ三相高分辨率编码器（可选用1024/2048分辨率）检测机械轴的位置。使用高速光电耦合器进行开关信号的输出保证高速响应能力。在本发明中各个信号的比对和高速补偿运算并行执行，运算32个输出点只需要500ns，大大提高系统精度和信号的响应能力。具体的，参考表1，表1显示了本发明的控制系统对比现有技术的两种处理系统的优势。

 

表1

参考图5，本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制方法，该方法可以应用于如图1所示的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统中，包括步骤：

S1、获取机械轴当前的位置信息，并将获得的位置信息编码成位置数据信号；

S2、将经编码后的所述位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；

S3、基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；

S4、将所述实际动作的ON/OFF参数和所述机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，则向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作。

其中，优选的，在所述步骤S1中，采用1024/2048线ABZ三相的增量型编码器将检测到的机械轴的位置信息编码成位置数据信号。如图6所示，所述步骤S2具体包括步骤：

S21、 通过编码器的z相原点脉冲的上升沿设为原点；在A相信号的跳变沿，同时检测B相信号的电平来识别角度；

S22、在A相信号的上升沿，如果B相为低电平则识别为编码器正转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器加1；在A相信号的上升沿，如果B相信号为高电平则识别编码器反转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器减1；

其中，位置寄存器最终存储的数据即为机械轴的当前位置数据；

S23、根据所述编码器分辨率m和单位时间t内的角度变化量Δn计算出机械轴的当前转速V:

V=Δn/m/t, 其中，t=166.6667ms。

参考图7，在所述步骤S3中，所述进角补偿参数包括进角补偿量和进角补偿设定速度，所述步骤S3具体包括步骤：

S31、通过用户设定的进角补偿参数计算出进角补偿系数，其中：进角补偿系数=进角补偿量/进角补偿设定速度;

S32、通过所述进角补偿系数和所述机械轴的当前转速计算出补偿值，其中：补偿值=机械轴的当前转速×进角补偿系数；

S33、通过用户设定的ON/OFF参数和所述补偿值计算出实际动作的ON/OFF参数，其中：实际动作的ON/OFF参数=用户设定的ON/OFF参数-补偿值。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，包括编码器和控制器，所述编码器用于获取机械轴的位置信息，所述控制器包括FPGA信号处理模块和输出电路，其中，所述FPGA信号处理模块包括：

编码器位置解码单元，与所述编码器连接，用于将所述编码器发送的经编码后的位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；

CPU单元，用于接收所述机械轴的当前转速，并基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；

信号比对单元，用于将所述CPU单元输出的实际动作的ON/OFF参数和所述编码器位置解码单元输出的机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，则通过所述输出电路向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作。

2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，所述进角补偿参数包括进角补偿量和进角补偿设定速度，所述CPU单元根据以下步骤计算出实际动作的ON/OFF参数：

（1）首先通过用户设定的进角补偿参数计算出进角补偿系数，其中：进角补偿系数=进角补偿量/进角补偿设定速度;

（2）通过所述进角补偿系数和所述机械轴的当前转速计算出补偿值，其中：补偿值=机械轴的当前转速×进角补偿系数；

（3）通过用户设定的ON/OFF参数和所述补偿值计算出际动作的ON/OFF参数，其中：实际动作的ON/OFF参数=用户设定的ON/OFF参数-补偿值。

3.如权利要求1或2所述的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，所述位置数据为角度数据或位移数据。

4.如权利要求1所示的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，所述编码器为采用1024/2048线ABZ三相的增量型编码器，将检测到的机械轴的位置信息编码成位置数据信号；所述编码器位置解码单元通过以下步骤获得机械轴的当前位置数据和计算出机械轴的当前转速:

（1） 通过编码器的z相原点脉冲的上升沿设为原点；在A相信号的跳变沿，同时检测B相信号的电平来识别角度；

（2）在A相信号的上升沿，如果B相为低电平则识别为编码器正转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器加1；在A相信号的上升沿，如果B相信号为高电平则识别编码器反转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器减1；

其中，位置寄存器最终存储的数据即为机械轴的当前位置数据；

（3）根据所述编码器分辨率m和单位时间t内的角度变化量Δn计算出机械轴的当前转速V:

V=Δn/m/t, 其中，t=166.6667ms。

5.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，所述控制器还包括分别于所述FPGA信号处理模块连接的操作面板、非易失性数据存储模块和供电监控模块；所述操作面板供用户设定ON/OFF参数和进角补偿参数，所述非易失性数据存储模块用于存储用户设定的ON/OFF参数和进角补偿参数，所述供电监控模块用于给各个模块供电和监控各模块的运行状态。

6.如权利要求5所示的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，所述FPGA信号处理模块还包括非易失性数据交换单元、外置和内置RAM/ ROM单元和外围电路通讯单元, 所述非易失性数据交换单元用于实现所述CPU单元和所述非易失性数据存储模块的非易失性数据的协议交换、数据的读取和存储；所述外围电路通讯单元用于实现所述CPU单元与外围电路数据的协议转换和数据缓存；所述外置和内置RAM/ ROM单元用于实现所述CPU单元的程序存储和程序运行内存。

7.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制系统，其特征在于，所述输出电路采用高速光电耦合器进行开关信号的输出。

8.一种可编程逻辑控制器的电子凸轮控制方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获取机械轴当前的位置信息，并将获得的位置信息编码成位置数据信号；

S2、将经编码后的所述位置数据信号进行解码，获得机械轴的当前位置数据，并计算出机械轴的当前转速；

S3、基于所述机械轴的当前转速和用户设定的ON/OFF参数、进角补偿参数计算出实际动作的ON/OFF参数；

S4、将所述实际动作的ON/OFF参数和所述机械轴的当前位置数据进行对比，若所述机械轴的当前位置数据在所述实际动作的ON/OFF参数范围内，则向对应的动作元件发送开关信号，从而控制对应的动作元件动作。

9.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述进角补偿参数包括进角补偿量和进角补偿设定速度，所述步骤S3具体包括步骤：

S31、通过用户设定的进角补偿参数计算出进角补偿系数，其中：进角补偿系数=进角补偿量/进角补偿设定速度;

S32、通过所述进角补偿系数和所述机械轴的当前转速计算出补偿值，其中：补偿值=机械轴的当前转速×进角补偿系数；

S33、通过用户设定的ON/OFF参数和所述补偿值计算出实际动作的ON/OFF参数，其中：实际动作的ON/OFF参数=用户设定的ON/OFF参数-补偿值。

10.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器的电子凸轮控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，采用1024/2048线ABZ三相的增量型编码器将检测到的机械轴的位置信息编码成位置数据信号；所述步骤S2具体包括步骤：

S21、 通过编码器的z相原点脉冲的上升沿设为原点；在A相信号的跳变沿，同时检测B相信号的电平来识别角度；

S22、在A相信号的上升沿，如果B相为低电平则识别为编码器正转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器加1；在A相信号的上升沿，如果B相信号为高电平则识别编码器反转1分度，同时给存储位置数据的位置寄存器减1；

其中，位置寄存器最终存储的数据即为机械轴的当前位置数据；

S23、根据所述编码器分辨率m和单位时间t内的角度变化量Δn计算出机械轴的当前转速V:

V=Δn/m/t, 其中，t=166.6667ms。

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