高精度增量式编码器速度计算

创建于2021-3-30
该项目完成于2016-3,原创

增量式编码器是电机控制系统中常用的测速装置。增量式编码器转动时可以产生脉冲信号,通过记录脉冲个数或者脉冲持续时间,可以计算出电机的转速。常用的增量式编码器测速方法有T法、M法和M/T法。T法指测量单个脉冲的持续时间,然后计算出电机转速,这种方法主要适用于低速;M法指测量单位时间内的脉冲个数,然后计算电机转速,主要适用于高速;M/T法则结合了M法和T法,适用范围更广。

实际应用时,通常使用定时器记录脉冲的个数,同时记录脉冲到来时定时器的计数值(相当于脉冲到来的时刻),根据脉冲数和脉冲到来的时刻就可以计算出电机转速。由于定时器计数值有限,存储定时器计数值的内存大小也有限,因此当两者溢出时,就会带来一些问题,导致极低速和超高速时的速度测量不准确。

当电机转速很低时,可能一个脉冲持续的时间超过了定时器的最大计数值,如下图所示。图中A、B代表AB两相脉冲信号,CNT为定时器计数值。在这种情况下,就需要进行特殊处理,以确保可以准确获得脉冲持续时间。

当电机转速很高时,一个采样周期内的脉冲数较大,可能会超过存储定时器计数值数目的最大值,从而使统计的编码器脉冲数不准确。下图为超高速时编码器脉冲的示意图。

本高精度增量式编码器速度采样方法就是解决了上述的两个问题,实现了极低速和超高度时的速度准确采样。