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M法与T法在编码器测速方面的区别和频率问题

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编码器的测速原理:

M/T法大家都比较清楚在闭环伺服系统中,编码器的反馈脉冲个数和系统所走位置的多少成正比,但对于怎样通过编码器所反馈的脉冲个数来求得电机的旋转速度了解的人就不是很多了。

根据脉冲计数来测量转速的方法有以下三种:

(1)在规定时间内测量所产生的脉冲个数来获得被测速度,称为M法测速;(2)测量相邻两个脉冲的时间来测量速度,称为T法测速;(3)同时测量检测时间和在此时间内脉冲发生器发出的脉冲个数来测量速度,称为M/T法测速。

以上三中测速方法中,M法适合于测量较高的速度,能获得较高分辨率;T法适合于测量较低的速度,这时能获得较高的分辨率;而M/T法则无论高速低速都适合测量。

以下只对T法测速进行详细介绍。

T法测速的原理是用一已知频率fc(此频率一般都比较高)的时钟脉冲向一计数器发送脉冲,计数器的起停由码盘反馈的相邻两个脉冲来控制,原理图见图

1。

若计数器读数为m1,则电机每分钟转速为nM=60fc/Pm1(r/min)图1 T法测速原理其中P为码盘一圈发出的脉冲个数即码盘线数,m1为相邻两个脉冲间高频脉冲个数。

测速分辨率:

当对应转速由n1变为n2时则分辨率Q的定义为Q=n2-n1,Q值越小说明测量装置对转速变化越敏感即分辨率越高。

因此可以得到T法测速的分辨率为Q=60fc/Pm1-60fc/P(m1+1)= n2M P/(60fc+ nMP)由上式可见随着转速nM的降低,Q值越小,即T法测速在低速时有较高的分辨率。

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MT法测速之定量分析速度测量是工控系统中最基本的需求之一,最常用的是用数字脉冲测量某根轴的转速,再根据机械比、直径换算成线速度。

脉冲测速最典型的方法有测频率(M法)和测周期(T法)。 定性分析:

M法是测量单位时间内的脉数换算成频率,因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题,可能会有2个脉的误差。

速度较低时,因测量时间内的脉冲数变少,误差所占的比例会变大,所以M法宜测量高速。

如要降低测量的速度下限,可以提高编码器线数或加大测量的单位时间,使用一次采集的脉冲数尽可能多。

T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期,从而得到频率。 因存在半个时间单位的问题,可能会有1个时间单位的误差。

速度较高时,测得的周期较小,误差所占的比例变大,所以T法宜测量低速。

如要增加速度测量的上限,可以减码器的脉冲数,或使用更小更精确的计时单位,使一次测量的时间值尽可能大。

M法、T法各且优劣和适应范围,编码器线数不能无限增加、测量时间也不能太长(得考虑实时性)、计时单位也不能无限小,所以往往候M法、T法都无法胜任全速度范围内的测量。

因此产生了M法、T法结合的M/T测速法: 低速时测周期、高速时测频率。 定量分析:

M/T法中的“低速”、“高速”如何确定呢?假定能接受的误差范围为1%、M法测得脉冲数为f, T法测得时间为t。

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M法:

2/f <= 1% ==> f >= 200即一次测量的最小脉冲数为200,设此频率对应的速度为V1T法:

( 1/(t-1) - 1/t ) / (1/t) <= 1% ==> t >= 101即一次测量的时间为101个单位,设此周期对应的速度为V2若计时单位为mS,则t>= 101mS这只是理论精度,实际应用还要考虑脉冲信号采集的延迟,软件处理所需花费的时间。

若V1 < V2,则M/T法能满足全范围内的速度测量。

一个系统设计之前,就需要详细的计算,使V1

然后很不幸,很多现有系统中会出现V1 > V2,就会出现(V2, V1)这一段速度无论M法还是T法都无法覆盖的情况,一个缓解的办法就是在(V2,V1)段同时使用M法和T法测量,然后取平均值,但要解决好M/T测量的同步问题。

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M法与T法在编码器测速方面的区别和频率问题

编码器的测速原理:M/T法大家都比较清楚在闭环伺服系统中,编码器的反馈脉冲个数和系统所走位置的多少成正比,但对于怎样通过编码器所反馈的脉冲个数来求得电机的旋转速度了解的人就不是很多了。根据脉冲计数来测量转速的方法有以下三种:(1)在规定时间内测量所产生的脉冲个数来获得被测速度,称为M法测速;(2)测量相邻两个脉冲的时间来测量速度
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