一种变M_T测速方法的研究与实验

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1、万方数据·146·《测控技术))2014年第33卷第5期一种变M／T测速方法的研究与实验王海勇，鲍远慧(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：伺服电机的编码器本身具有精度高、分辨能力强等优点，但采用不同的测速方法获得的精确度也不相同。介绍了关于增量式编码器的变M／T测速方法，并在STM32系列开发板上和伺服电机之间实现了这一算法。实验证明：该方法弥补了传统M／T法在低速时实时性差的缺点，提高了测速的精度。能够方便地应用于伺服控制系统，实现快速、高精度测速的要求。关键词：伺服电机；光电编码器；变M／T法；STM32中图分类号：TP212文献标识码：

2、A文章编号：1000—8829(2014)05—0146—04ResearchandExperimentonaDifferentM／TVelocityMeasurementWANGHai—yong，BAOYuan-hui(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Servomotorencoderhassomeadvantagesofhighprecisionandsensitivity，buttheprecision

3、isdiffer-entamongmethodstomeasurethespeed．AvariableM／TvelocitymeasurementofincrementalencoderiSin—troducedandthealgorithmbetweentheSTM32seriesdevelopmentboardandtheservomotoriSrealized．Theexperimentalresultshowsthatthismethodmakesupforpoorreal．．timeofthetraditionalM／Tvelocitymeasure．．men

4、tinthelowspeed，andimprovestheaccuracyofmeasurement．Itcanbeappliedtotheservocontrolsystemeasily，quicklyandprecisely．Keywords：servomotor；photoelectricencoder；differentM／Tmethod：STM32随着数字化技术的不断发展，伺服系统的数字化成为现今发展的重要趋势，然而如何确保系统具有良好的实时性则是数字控制技术的关键问题。其中数字信号的处理方式对系统的精度、稳定性、实时性都有较大的影响。电机作为自动控制系统的执

5、行单元要想保证系统的高精度控制，就必须对转速的反馈信号做出快速准确的处理。意法公司的STM32系列MCU(微控制单元)，采用Cortex—M3内核，速度更快、功耗更低。该MCU内部集成了正交编码器接口，可直接接收编码器信号。传统的测速方法：M法(频率法)，适用于高速测量场合；T法(周期法)，适用于低速测量场合。M／T法是这两种方法的结合，虽然保证了两者的优点，但是测速实时性却下降了。针对这一问题，提出一种变M／T测速方法，在保证了传统M／T法的精准性的同时，改善收稿日期：2013—01—02作者简介：王海勇(1988一)，男，山东潍坊人，硕士研究生，主要从事嵌入式方向的

6、研究；鲍远慧(1955一)，女，安徽人，副教授，硕士生导师，主要从事计算机控制系统方面的研究。了测速的实时性。方法简单、易实现，适用于高精度宽范围的测控系统。1光电编码器的工作原理交流伺服电机的转子位置传感器一般采用增量式编码器。利用光电转换原理，编码器输出3路方波脉冲A、B和z相。其中A、B两相为正交脉冲信号，相位相差90。。若A相信号超前B相信号90。则电机为正转；反之，则电机反转。从而可方便地判断出旋转方向。电机旋转一周，z相输出一个脉冲信号，一般用于基准点定位⋯。本实验中采用森创MS0020A交流伺服电机，其编码器单相分辨率为2500线，电机转一周，A、B两相共

7、输出10000个计数脉冲信号。2测速方法原理及误差分析2．1M／T法测速原理在规定时间内同时测量正交信号肘。和高频时钟脉冲膨：来确定被测转速叫做M／T法测速拉J。原理如图1所示。在编码器的上升沿到来时开启高频时钟，万方数据一种变M／T测速方法的研究与实验·147·同时开始定时巧，0为规定时间间隔，用t以后的第一个正交计数脉冲去终止高频脉冲计数器，从t结束到高频计数脉冲停止的时间为△r，总的计数时间t=t+AT；假设高频时钟脉冲频率为正¨测得的高频脉冲信号数为ME，则检测时问扛孟M、转子转过的机械角a：肘。×哥(rad／s)转子平均转速”=