CN105738642A - 一种四路并行采样的t法电机测速方法 - Google Patents
一种四路并行采样的t法电机测速方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105738642A CN105738642A CN201610078426.8A CN201610078426A CN105738642A CN 105738642 A CN105738642 A CN 105738642A CN 201610078426 A CN201610078426 A CN 201610078426A CN 105738642 A CN105738642 A CN 105738642A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- motor
- phase
- clock pulse
- frequency clock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title abstract 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 15
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
Abstract
本发明一种四路并行采样的T法电机测速方法涉及电机测速技术领域，具体是一种应用于伺服系统的增量式光电编码器的低速运行时转速获取方法，首先增量式光电编码器输出A相、B相的方波信号输入信号处理控制器，设定四个定时器的触发信号分别为：A相上升沿、A相下降沿、B相上升沿、B相下降沿，然后定时器开始对周期为T高频时钟脉冲信号计数，当定时器再次遇到相同的A、B相变化沿时，记下高频时钟脉冲信号的个数，同时将计数器清零并开始下个计数周期，再根据高频时钟脉冲信号的个数M来计算电机速度，在每次定时器对高频时钟脉冲信号计数结束时更新转速，由此完成对电机的测速。本发明测速方法在测量电机低转速时的测速精度高，动态测速误差低，动态响应速度高。
Description
[技术领域]
本发明涉及电机测速技术领域，具体是一种应用于伺服系统的增量式光电编码器的低速运行时转速获取方法。
[背景技术]
伺服电机低速运行的性能是伺服驱动器性能指标之一，低速运行时转速反馈数据的准确性以及快速性影响伺服系统的控制性能。
电机转速是通过检测与电机同轴连接的增量式光电编码器输出的脉冲数间接得到，根据检测到的增量式光电编码器脉冲的频率和脉冲的时序计算电机的转速和判断电机转动的方向。
电机转速测量的方法主要有：测周期法(T法)、测频率法(M法)、频率周期自适应法(M/T法)。
采用T法测量电机转速，是通过检测增量式光电编码器产生的两个相邻脉冲之间的时间差来计算电机转速。此方法会产生±1个基准时钟的误差，T法适用于低速测量。
采用M法测量电机转速，是通过检测某一段时间内增量式光电编码器产生的脉冲数量来计算电机转速，此方法会产生±1个被测增量式光电编码器的脉冲周期的误差，M法适用于高速测量。
采用M/T法测量电机转速，通过将M法和T法两种测速方法结合，对电机的转速进行测量，提高测速的精度。
以上所述的T法测速方法，在实际应用中有局限性。电机在低速运行时采用测周期法(T法)是通过检测增量式光电编码器产生的两个相邻脉冲之间的时间差来计算电机转速。为了保证转速的高更新速率，一般将增量式光电编码器的输出信号四倍频。由于制造工艺的因素，增量式光电编码器输出的A相、B相存在没有相互正交的情况，使得输出的方波信号发生相位偏移，导致四倍频后的信号两个相邻脉冲之间的距离发生偏差会降低测速精度。
为了保持T法测速的动态响应速度的同时提高测速精度，减小动态测速误差，开发一种适用于增量式光电编码器的T法测速的高精度测量方法具有重要的理论意义和实用价值。
[发明内容]
本发明的目的在于克服增量式光电编码器制造技术存在的缺陷而导致A相与B相之间的相位偏移而引起计数区间不等的情况，提出电机低转速运行时的测速方法，一种既能保持T法测速的动态响应速度，又能提高测速精度，减小动态测速误差的低转速测量方法。
为实现上述目的，提供一种四路并行采样的T法电机测速方法，包括电机、与电机同轴连接的增量式光电编码器，所述的测速方法为：
1)增量式光电编码器输出A相、B相的方波信号输入信号处理控制器，设定四个定时器的触发信号分别为：A相上升沿、A相下降沿、B相上升沿、B相下降沿；
2)当步骤1)结束并有触发信号时，定时器开始对周期为T高频时钟脉冲信号计数；
3)当定时器再次遇到相同的A、B相变化沿时，记下高频时钟脉冲信号的个数，记为M，同时将计数器清零并开始下个计数周期；
4)根据步骤3)得到的高频时钟脉冲信号的个数M来计算电机速度，记为n，其计算式为：式中：Z为增量式光电编码器的线数，M为高频时钟脉冲信号的个数，T为周期；
5)根据步骤4)得到的电机速度，在每次定时器对高频时钟脉冲信号计数结束时更新转速，由此完成对电机的测速。
所述的电机与DSP控制器连接并由DSP控制器控制电机转速，所述的电机包括信号处理控制器，所述的信号处理控制器连接增量式光电编码器，增量式光电编码器发出A相和B相信号的方波信号，A、B相信号的方波信号的不同边沿分别触发信号处理控制器内的四个定时器对高频时钟脉冲进行计数，直到定时器再次检测到相同相且相同边沿的信号时将定时器清零重复上述计时过程，在定时器清零之前将高频时钟脉冲个数，存入寄存器中用来计算电机转速，信号处理控制器将计算的电机的转速信号反馈到DSP控制器，DSP控制器再对电机控制，同时信号处理控制器将计算的电机的转速信号传输给PC机，实现对电机转速实时监控。
本发明的一种四路并行采样的T法测速方法与现有技术相比，具有如下实质性特点和显著优点：
1.本发明测速方法在测量电机低转速时的测速精度比现有的T法测速方法高，动态测速误差低；
2.本发明测速方法在测量电机低转速时比现有的T法测速方法的动态响应速度高，转速更新速率为现有的T法测速方法的四倍。
[附图说明]
图1是本发明实施例中应用的一种基于增量式光电编码器的速度获取系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种四路并行采样的T法测速方法转速获取的流程图；
图3是本发明实施例的一种四路并行采样的T法测速方法的原理图。
如图所示，图中：1.DSP控制器2.电机3.增量式光电编码器4.信号处理控制器5.PC机a.A相b.B相c.速度信号；
指定图1为本发明的摘要附图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明为一种四路并行采样的T法电机测速方法，该测速方法如图2所示，并具体描述如下：
1)增量式光电编码器输出A相、B相的方波信号输入信号处理控制器，设定四个定时器的触发信号分别为：A相上升沿、A相下降沿、B相上升沿、B相下降沿；
2)当步骤1)结束并有触发信号时，定时器开始对周期为T高频时钟脉冲信号计数；
3)当定时器再次遇到相同的A、B相变化沿时，记下高频时钟脉冲信号的个数，记为M，同时将计数器清零并开始下个计数周期；
4)根据步骤3)得到的高频时钟脉冲信号的个数M来计算电机速度，记为n，其计算式为：式中：Z为增量式光电编码器的线数，M为高频时钟脉冲信号的个数，T为周期；
5)根据步骤4)得到的电机速度，在每次定时器对高频时钟脉冲信号计数结束时更新转速，由此完成对电机的测速。
如图1所示，图1为本实施例应用的基于增量式光电编码器的速度获取系统的结构示意图。该系统由DSP控制器1、电机2、增量式光电编码器3、信号处理控制器4、PC机5组成。DSP控制器1与电机2连接，DSP控制器1控制电机2转速。增量式光电编码器3和电机2同轴连接，增量式光电编码器3随着电机2同步转动。信号处理控制器4与增量式光电编码器3连接，增量式光电编码器3发出的A相和B相信号的方波信号，A、B相的不同边沿分别触发信号处理控制器内的四个定时器对高频时钟脉冲进行计数，直到定时器再次检测到相同相且相同边沿的信号时将定时器清零重复上述计时过程，在定时器清零之前将高频时钟脉冲个数，存入寄存器中用来计算电机2转速，信号处理控制器4将计算的电机2的转速信号反馈到DSP控制器1，DSP控制器1再对电机2控制，同时信号处理控制器4将计算的电机2的转速信号传输给PC机5，实现对电机2转速实时监控。
如图3所示，图3为本发明的一种四路并行采样的T法测速方法的原理图。该图中的A相、B相为增量式光蛋编码器输出的方波脉冲，由于存在制造工艺的原因导致原本相互正交的A相和B相发生了相位偏移。A相、B相发生相位偏移后，电机低速运行时，采用T法测速，为获得最高的转速动态响应采用四倍频后的测速区间，此时的测速区间就存在了偏差导致输出的转速误差较大。采用四路并行采样，测速区间为A相或B相的相同边沿，测速区间的大小与是否发生相位偏移无关，且定时器1、2、3、4的测速区间相等、区间范围扩大了四倍，提高了转速的测量精度。四路并行采样的T法测速方法的动态响应速度高为四倍频后的动态响应速度。
Claims (2)
1.一种四路并行采样的T法电机测速方法，包括电机、与电机同轴连接的增量式光电编码器，其特征在于所述的测速方法为：
1)增量式光电编码器输出A相、B相的方波信号输入信号处理控制器，设定四个定时器的触发信号分别为：A相上升沿、A相下降沿、B相上升沿、B相下降沿；
2)当步骤1)结束并有触发信号时，定时器开始对周期为T高频时钟脉冲信号计数；
3)当定时器再次遇到相同的A、B相变化沿时，记下高频时钟脉冲信号的个数，记为M，同时将计数器清零并开始下个计数周期；
4)根据步骤3)得到的高频时钟脉冲信号的个数M来计算电机速度，记为n，其计算式为：式中：Z为增量式光电编码器的线数，M为高频时钟脉冲信号的个数，T为周期；
5)根据步骤4)得到的电机速度，在每次定时器对高频时钟脉冲信号计数结束时更新转速，由此完成对电机的测速。
2.如权利要求1所述的一种四路并行采样的T法电机测速方法，其特征在于所述的电机与DSP控制器连接并由DSP控制器控制电机转速，所述的电机包括信号处理控制器，所述的信号处理控制器连接增量式光电编码器，增量式光电编码器发出A相和B相信号的方波信号，A、B相信号的方波信号的不同边沿分别触发信号处理控制器内的四个定时器对高频时钟脉冲进行计数，直到定时器再次检测到相同相且相同边沿的信号时将定时器清零重复上述计时过程，在定时器清零之前将高频时钟脉冲个数，存入寄存器中用来计算电机转速，信号处理控制器将计算的电机的转速信号反馈到DSP控制器，DSP控制器再对电机控制，同时信号处理控制器将计算的电机的转速信号传输给PC机，实现对电机转速实时监控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610078426.8A CN105738642A (zh) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 一种四路并行采样的t法电机测速方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610078426.8A CN105738642A (zh) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 一种四路并行采样的t法电机测速方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105738642A true CN105738642A (zh) | 2016-07-06 |
Family
ID=56244956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610078426.8A Pending CN105738642A (zh) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 一种四路并行采样的t法电机测速方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105738642A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106774016A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-05-31 | 常熟理工学院 | 一种基于单片机的智能配料控制装置 |
| CN107508512A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-22 | 深圳市泰奇科智能技术有限公司 | 闭环步进电机的超低速预估器控制算法 |
| CN108535507A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-14 | 威科达（东莞）智能控制有限公司 | 用于增量式编码器测速的计算机存储介质 |
| CN109737995A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-10 | 安徽酷哇机器人有限公司 | 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法 |
| WO2020135603A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 深圳市越疆科技有限公司 | 一种电机低速测量方法及电机测速系统 |
| CN111579811A (zh) * | 2019-02-18 | 2020-08-25 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 一种使用光电编码器确定驱动器的输出速度的方法和装置 |
| CN113890454A (zh) * | 2020-07-01 | 2022-01-04 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 伺服电机转速反馈控制系统及方法 |
| CN114518782A (zh) * | 2022-01-02 | 2022-05-20 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | 微控制单元、电机转速测量方法及系统、存储介质 |
| CN115453140A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-09 | 无锡市朗迪测控技术有限公司 | 一种增量式编码器的检测方法及检测装置 |
| CN115876238A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-31 | 广州市鸿辉电工机械有限公司 | 一种增量编码器信号收发的监控辅助系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05164768A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | 直流電動機の速度制御装置 |
| JPH07209316A (ja) * | 1994-01-25 | 1995-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | デジタルａｃサーボ装置 |
| US6111384A (en) * | 1998-05-26 | 2000-08-29 | Eastman Kodak Company | Method for controlling motor speed |
| EP1175011A1 (en) * | 2000-07-19 | 2002-01-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Digital encoder control method and apparatus |
| US20090162038A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Mabuchi Motor Co. Ltd. | Motor characteristics acquiring apparatus, control apparatus using the acquired motor characteristics, and power window control apparatus |
| CN101478285A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-07-08 | 东元总合科技（杭州）有限公司 | 电机速度检测方法 |
| CN102495226A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-06-13 | 深圳市三艾科技有限公司 | 基于增量式光电编码器的速度测量方法及速度测量系统 |
| CN104330581A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-02-04 | 李东升 | 一种电机转速的测量系统和测量方法 |
-
2016
- 2016-02-03 CN CN201610078426.8A patent/CN105738642A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05164768A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | 直流電動機の速度制御装置 |
| JPH07209316A (ja) * | 1994-01-25 | 1995-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | デジタルａｃサーボ装置 |
| US6111384A (en) * | 1998-05-26 | 2000-08-29 | Eastman Kodak Company | Method for controlling motor speed |
| EP1175011A1 (en) * | 2000-07-19 | 2002-01-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Digital encoder control method and apparatus |
| US20090162038A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Mabuchi Motor Co. Ltd. | Motor characteristics acquiring apparatus, control apparatus using the acquired motor characteristics, and power window control apparatus |
| CN101478285A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-07-08 | 东元总合科技（杭州）有限公司 | 电机速度检测方法 |
| CN102495226A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-06-13 | 深圳市三艾科技有限公司 | 基于增量式光电编码器的速度测量方法及速度测量系统 |
| CN104330581A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-02-04 | 李东升 | 一种电机转速的测量系统和测量方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赖福新: "《电机控制系统》", 30 June 1996 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106774016A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-05-31 | 常熟理工学院 | 一种基于单片机的智能配料控制装置 |
| CN107508512A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-22 | 深圳市泰奇科智能技术有限公司 | 闭环步进电机的超低速预估器控制算法 |
| CN107508512B (zh) * | 2017-08-25 | 2020-01-31 | 深圳市泰奇科智能技术有限公司 | 闭环步进电机的超低速预估器控制算法 |
| CN108535507A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-14 | 威科达（东莞）智能控制有限公司 | 用于增量式编码器测速的计算机存储介质 |
| WO2020135603A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 深圳市越疆科技有限公司 | 一种电机低速测量方法及电机测速系统 |
| CN109737995B (zh) * | 2019-01-10 | 2021-05-04 | 安徽酷哇机器人有限公司 | 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法 |
| CN109737995A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-10 | 安徽酷哇机器人有限公司 | 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法 |
| CN111579811A (zh) * | 2019-02-18 | 2020-08-25 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 一种使用光电编码器确定驱动器的输出速度的方法和装置 |
| CN113890454A (zh) * | 2020-07-01 | 2022-01-04 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 伺服电机转速反馈控制系统及方法 |
| CN113890454B (zh) * | 2020-07-01 | 2023-07-21 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 伺服电机转速反馈控制系统及方法 |
| CN114518782A (zh) * | 2022-01-02 | 2022-05-20 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | 微控制单元、电机转速测量方法及系统、存储介质 |
| CN115453140A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-09 | 无锡市朗迪测控技术有限公司 | 一种增量式编码器的检测方法及检测装置 |
| CN115876238A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-31 | 广州市鸿辉电工机械有限公司 | 一种增量编码器信号收发的监控辅助系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105738642A (zh) | 一种四路并行采样的t法电机测速方法 | |
| CN109945819B (zh) | 一种永磁同步电机转子位置测量方法 | |
| CN104569472A (zh) | 一种基于光电脉冲编码器的速度获取方法 | |
| CN102946222B (zh) | 一种永磁同步电机伺服系统高精度定位的方法 | |
| CN102998482B (zh) | 转速传感器误差的测量方法 | |
| CN201615907U (zh) | 一种旋转台低角速率检测装置 | |
| CN102759633A (zh) | 基于fpga的伺服电机实时转速检测模块 | |
| CN106645780B (zh) | 一种基于dsp的转速检测方法及系统 | |
| CN102305712A (zh) | 等时间间隔采样下的非均速传动系统误差溯源方法 | |
| CN101893457B (zh) | 连续运动高精度全参数检测方法 | |
| CN105305755A (zh) | 一种永磁同步电动机转子位置的检测方法 | |
| CN105319384A (zh) | 一种基于fpga的自适应m/t测速系统 | |
| CN109283354A (zh) | 一种基于增量式光电编码器的变m/t测速方法 | |
| CN110879298B (zh) | 基于通讯式编码器的速度获取方法 | |
| CN108015797A (zh) | 一种rv减速机传动误差在线监测方法 | |
| CN100514068C (zh) | 滑动时间窗口法测量旋转轴转速的方法 | |
| CN113702705B (zh) | 一种双轴精密离心机相位同步测量系统及测量方法 | |
| CN103940398B (zh) | 回转角度测量方法、装置、系统及工程机械 | |
| CN104458762A (zh) | 基于数字光纤传感器的abs齿圈质量检测方法 | |
| CN103884352B (zh) | 光纤陀螺输出延迟时间自动测量的方法及装置 | |
| CN106771326A (zh) | 一种基于增量式光电编码器测量速度的方法 | |
| CN109188077A (zh) | 一种信号测频方法、系统、装置及可读存储介质 | |
| CN105628956A (zh) | 利用正交编码器检测旋转运动系统的方法 | |
| CN111630772B (zh) | 伺服系统机械参数辨识方法、伺服控制系统和存储装置 | |
| CN208383910U (zh) | 一种用于高转速伺服电机的转速的监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160706 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |