基于fpga电机转速高精度测量技术研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com酱恼基于FPGA的电机转速高精度测量技术研究DesignofmotorspeedmeasurementsystembasedonFPGA梁学修’，陈志，赵博’LIANGXue．xiu。CHENZhi。ZHAOBo。(1_中国农业机械化科学研究院土壤-植物-机器系统技术国家重点实验室，北京100083：2．中国机械工业集团有限公司，北京100080)一一摘要：通过研究高精度频率测量的方法和原理，对使用增量式光电编码器的电机转速进Cr,~lJ速计算，设计了基于FPGA为核心

2、的测速系统，通过简单的计算完成了对电机转速高精度的测量。此方法消除了被测信号土1的计数误差。试验研究表明：此方法简单有效，实现了电饥转速的准确测量。关键词；等精度测频；FPGA；转速检测中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009—0184(2015)12(上)一0050—03Ooi：10．3969／j．issn．1009-0134．2015．23．130引言速，其测频方法采用等精度测频方法，此方法是在直接近年来，随着现代工业技术的快速发展，在航空、测频方法的基础上发展起来的。它的闸门时间T不是

3、固工业、机械制造领域等的高精度运动控制系统越来越定的值，而是被测信号周期的整数倍，即与被测信号同多，对控制精度要求越来越高，而转速测量的方法对整步，因此，消除了对被测信号计数所产生±1的误差，个控制系统的稳态误差和动态响应性能有至关重要的作并且达到了在整个测试频段的等精度测量【5】。其测频原用，其速度分辨能力的高低是实现高精度、大范围速度理时序图如图l所示。测量的重要因素n】。故实现对电机转速的高精度测量技术是十分重要的。光电脉冲编码器凭借其在价格和性能方面的优势一直是转速检测的主要器件，本文通过比较分析

4、几种常用编码器脉冲检测的方法[2~4】，在原有方法的基础上采用了一种高精度转速检测的方法，即等精度测频法，该方法利用二个计数器分别计算标准信号的脉冲个数与实测信号的脉冲个数，最后由公式进行换算。此方法的优势是，不用再进行多个频段的转换，如果标准频率高，测量的精度也是会相应提高。将此方法用硬件描述语言在FPGA上实现，由于FPGA器件具有门时延小、电路稳定a：预置门限：b：同步后门限；c：被测频率信号：d：标准时钟及良好的时序特性，可方便的对编码器脉冲进行精确计数，为后续的转速计算提供保障，可以提高整个测速

5、范图1测频原理时序图围内的检测精度和动态响应性能。通过测频时序图可看到，在检测过程中，计数器同1测速原理及误差分析时对被测信号和标准时钟进行计数。在预置门限信号到来时，此时计数器不开始计数，只有等到被测信号上升1．1测速原理沿到来，计数器开始计数。之后预置门限关闭，如被测本文通过检测光电编码器的脉冲信号计算电机的转信号不是上升沿，则计数器不停止计数，而是等到被测收稿日期：2015-07-28基金璜目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2013AA102307)作者简介：梁学修(1987一)，男

6、，山东青岛人，博士研究生，研究方向为智能检测与控制。[501第37卷第12期2015—12(上)学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com