测速原理

测速原理 通常的测速包括M法，T法以及M/T三种方法。M法的原则是记下固定时间T内的脉冲数，所以这种方法比较适宜于高速区;T法的原则是记下每个编码器脉冲之间的周期T，所以这种方法比较适宜于低速区;而M/T法结合了这两种方法的优点，因此测速范围和精度都得到了很好的保证。 Fig.1 M/T 测速 上图阐述了M/T测速的基本方法。T0由一个定时器决定，而速度采样周期T由T0之后的第一个脉冲决定，也就是说，T=T0+ΔT。m1代表时间T内记下的编码器脉冲数，m2代表与时间T对应的计数器脉冲数。可以得到以下关系: nf (1) ,mech60 这里，n: rpm, f: Hz. mech 如果时间T(单位:秒)内电机转了x圈，则 x,f,T (2) mech 如果时间T内记下的编码器脉冲数为m1，则 m1x, (3) 4Np 如果与时间T对应的计数器脉冲数为m2，则 m2T, (4) fCLK 这里Np为编码器线数, f为检测时间T的计数器时钟频率，因此 CLK xfm1CLKf,,, (5) mechT4Npm2 如果定义 fCLKK, (6) MT4Np 则 m1fK (7) ,,mechMTm2 Fig.2 编码器信号和计数操作 Fig.3 测速的硬件结构图 通过MTU实现M/T测速的过程中需要用到通道0和1，其硬件结构图如图3 所示。通道1中的TCNT_1是一个上/下计数器，它的时钟源是从编码器过来的PGA和PGB信号，其相位相差90度，通过脉冲沿检测电路TCNT_1可以记下PGA和PGB信号的脉冲沿数，图2给出了TCNT_1和编码器信号之间的关系，因为同时检测PGA和PGB信号的上升沿和下降沿，所以TCNT_1频率是PGA和PGB信号频率的4倍。通道0中的TCNT_0是一个向上计数器，TGRB_0是TCNT_0的捕获计数器，它被用来记录速度采样周期T。m1和m2分别代表两次捕获中断之间TCNT_1以及TGRB_0的差值。考虑到电机在低速条件下，m2有可能超过TCNT_0的最大值0FFFFh，为了解决这个问题，需要记下TCNT_0的上溢次数(n)，所以式(7)变为 m1f,K, (8) mechMT16(n*2，m2)