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日志

M/T脉冲测速原理

已有 523 次阅读2017-2-1 16:45 |个人分类:实用技术|系统分类:单片机| 编码器, 脉冲测速

通常的测速方法包括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;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TT0之后的第一个脉冲决定(编码器脉冲或者直接使用接近开关传感器脉冲),也就是说,T=T0+ΔTm1代表时间T内记下的编码器脉冲数(或者接近开关脉冲信号),m2代表与时间T对应的计数器脉冲数(MCU定时器/计数器)。可以得到以下关系:

                                                                                 (1)


这里,n: rpm(转速每分钟),
fmech: Hz.

     如果时间T(单位:秒)内电机转了x圈,则


            

(2)

如果时间T内记下的编码器脉冲数为m1,则

   (3)

如果与时间T对应的计数器脉冲数为m2,则

 (4)

这里Np为编码器线数, fCLK为检测时间T的计数器时钟频率,因此

 

 (5)

如果定义

     

(6)

 

 

(7)






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01,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PGAPGB信号,其相位相差90度,通过脉冲沿检测电路TCNT_1可以记下PGAPGB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PGAPGB信号的上升沿和下降沿,所以TCNT_1频率是PGAPGB信号频率的4倍。通道0中的TCNT_0是一个向上计数器,TGRB_0TCNT_0的捕获计数器,它被用来记录速度采样周期Tm1m2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


  

 (8)




路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

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