M法T法以及MT法测速原理概述.pdfVIP

M法、T法以及M/T法测速原 理概述 文/上官致远 M 法在一定的时间周期   内，测量编码器输出的脉冲个数   来计算转速。用个数除以时间就可 以得到编码器输出脉冲的频率，因此 M 法也称为频率法， 。 M法测速原理 假设电机转动一圈可以产生 Z 个脉冲，Z   4 x 编码器线数，这里的 4 表示 4 倍频，因为一般同时 采集 A 相和 B 相的上升沿和下降沿。用频率   除以一圈的脉冲个数 Z 就得到单位时间内电机的转 速: 转速的单位为  ，因此后面乘上了一个 60 ，表示 60 秒，也就是一分钟。一般 Z 和   为常 数，转速与计数脉冲个数 M 成正比，因此这种测速方法被形象的称为 M 法。 当计数值由   变为   时，转速由   变为   , 因此 M 法的分辨率 可以这样计算： 可以看出，M 法测速的分辨率与速度无关，要提高分辨率，即减小 Q 值，必须增大编码器每圈输 出的脉冲个数 Z ，或者增大采样周期   。实际上，两个值受到现实条件的制约，不可能无限的增 大。 M 法测速最大误差为一个脉冲，因此误差率的最大值可以这样计算： 测速误差率与脉冲个数成反比关系，转速越高 M 值越大，当转速很低时，M 值很小，误差率会变 大，因此 M 法适合高速测量。 T 法是测量编码器两个脉冲之间的时间间隔来计算转速，也被称为周期法。实际使用中通过一个高 频时钟脉冲的个数   来计算编码器两个脉冲之间的时间间隔。 假设高频脉冲的频率为   ，那么两个脉冲之间的时间间隔   ，电机的转速可以表示 为： T 法测速原理 当转速变化时，假设高频时钟脉冲个数由   变为   时，T 法测速的分辨率可以计算为： 将转速 n 代入上式可以推出： 可以看出，T 法测速的分辨率 Q 与转速有关，当转速越低，Q值越小，分辨能力越强。 T 法测速最多可能产生一个脉冲的误差，因此 T 法测速的最大误差率可以这样计算： 在低速时，编码器两个脉冲之间的时间间隔变长，高频时钟脉冲个数   增多，误差率变小，因此 T 法测速更适合低速段。 为了兼顾高速与低速，实际使用中常常是 M 法和 T 法结合使用，称为 M/T 法测速。 在规定的采样周期   内，同时计算编码器脉冲个数   与高频时钟脉冲个数   ,两个计数保持严 格同步，检测时间与编码器输出脉冲保持一致，最大限度的减小误差。检测周期由   采样脉冲开 始之后的第一个编码器脉冲上升沿决定， M/T 法测速原理  是采样脉冲开始时刻到第一个编码器脉冲上升沿之间的时间间隔，  是采样脉冲结束时刻 到最后一个编码器脉冲结束时刻之间的时间间隔。 检测周期 T 内电机转过的机械角度： 编码器一转发出 Z 个脉冲，周期 T 内，编码器输出的脉冲个数为   ,那么电机转过的角度可以表 示为： 定义高频时钟脉冲频率为   ，检测周期 T 内时钟脉冲计数值为   ,   ,综合以上各式可 以计算出： 高速段，  并且   ，可以认为   当   变化一个脉冲时，可以近似认为   不变，此时的分辨率可以这样计算：  ，因此： 正好与前面 M 法测速分辨率吻合。 当转速很低时，  ,转速的计算公式又和前面 T 法测速等同，因此 M/T 法在低速和高速段都 有很高的分辨率，但是速度很低时，要兼顾系统实时性的问题。 随着现代控制技术的进步，涌现出了很多先进的速