基于TMS320F28335和增量式编码器的测速方法设计

域 ，无 法 正 常 测 速 。针 对 高 速 区 域 和 超 低 速 区域 ，分 别 提 ｝ ｝ ｛
速度计算公式为 ：
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改进 的 Ｔ法 分区测速 策略 。
３． １高速 区域测速 高 速区域 的测 速原理如 图 ２所示 。随着转 速的升 高 ，编 码 器的两个 相邻输 脉冲间 隔时间对应 的高频 时钟 脉 冲数 量 ｍ． 减少 ，造成测 速的绝对误 差和相对误 差都增大 。如果根 据 不同的转速 ，检 测编码器 ｋ ． 个连续输 ｝ ｝ ｊ 脉 冲间隔时间 对应的 高频时钟脉 冲数量 ： ，这样 就可 以减小 由于高频时钟 脉冲数 量 少引起的检测 误差 ， 从而提高 Ｔ法在高速区域的测速精度 ，
Ｔ法 的优 点 ，拓 宽 了测 速 范 围 ，但 在 低 速 区域 测 速 延 时 过 长 ； 变 Ｍ／ Ｔ法 是 在 Ｍ／ ］ ｒ 法 基 础 上 的改 进 ， 采 用 了 动 态 的检 测 时 间 ，
２传 统的 Ｔ 法测 速原理 及 误差分 析
传统 的 Ｔ法测速原理 如图 ｌ 所示 。编码 器的线数 为 Ｎ， 在编 码器 的两个相邻输 出脉 冲间隔时间 内 ，计 取 已知 周期 为 的高频 时钟脉 冲数量 ｍ ，并 以此来计算转速 。
大连 交通大学 丁志勇
摘 要 ：针 对 交流 电机调速 系统 中的速度采 集精 度 问题 ，提 出了一种基 于 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５ 和增量式编码 器的 电机转速测量方法。在 分析传统 的 Ｔ法测速 原理基础上 ，提 出了改进的 Ｔ法分区测速 方法，该方法在 保证较
小测速延 时的 同时，能够在宽转速范 围内保持较 高的测速精度。设计 了基于 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５的改进 Ｔ法分 区
测速方案 ，并进行 实验验证 ，实验结果表 明，所提 的测速方案在 宽转速 范围 内均有较好的测速 性能。 关键字 ：改进 Ｔ法 ；Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５ ；增量式编码 器 ；转速测量
１引言
在高性能 的交流 电机调 速系统 中 ，电机转速 的检测 至关 重 要 ，其 快速性 和精确性 直接影 响到系统 的动静 态性 能 …。 增 量式 编码 器由于测速精度高 、 成本低 、 接 口电路简单等优点 ， 广泛应 用于 电机 控制领 域 【 ２ ］ 。基 于增量式 编码 器的测速方 法 有 Ｍ 法 、Ｔ法 、Ｍ／ ］ ｒ 法 、变 Ｍ／ Ｔ法 口 】 。一 般情 况下 ，Ｍ 法适 用 于高速 区域 ；Ｔ法适用 于低 速区域 ；Ｍ／ Ｔ法 结合 了 Ｍ 法和
频 时钟 脉冲数量 ｍ 比较 大 ，并且 ｍ， 越大 ，测速 的绝 对误 差
４ ２ ｌ 智 能 机 器 人
ＮＴ Ｅ Ｌ ＬＧ Ｅ Ｎ Ｔ Ｒ ｏ Ｂ０ Ｔ
《 智能机器人 》Ｄ ｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ． ２ ０ １ ７
和相对 误差就 会越小 ，测 速精度越 高 ：由于高频时钟 脉冲计 数器存在上界 ， 所 以检测 的转速不能无 限低 。 随着转速 的升高 ， 编码器 的两个 相邻输 出脉 冲间隔 时间对应 的高频时钟 脉冲数
４测速 方 案设 计
在 交 流 电机 凋速 统 中，通 过 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５的 增 强 型
正 交 编码 脉 冲模 块 ，可 以获得 电 机 的位置 、方 向和 转速 信 息 Ｊ 。每个增 强型正 交编码脉 冲模 块包含一 个正交捕 获单 元
得较 高测速精 度的原 因出发 ，提 出了在测速 过程 中动态改变 编码器 脉冲计数 器和高频 时钟脉 冲计 数器 预定标 因子 的改进
Ｔ法 分 区 测 速 方 法 ，并 设 计 了基 于 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５增 强 型 正
△ ＝ ０ －
测 速 的相 对 误 差 为 ：
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一
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图 ｌ ｌ 法 测 速 原 理
测 速效 果优于其他方法 ，但实现起来过于复杂 。
Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５是 Ｔ Ｊ 公司 Ｃ ２ ０ ０ ０系 列 的 一 款 浮 点 型
（ ２ ）
＝ （ ３） Ｔ法测速误差产生 的主要原 因是 ｍ， 存在 士 １ 的检测误差 。
在 低速 区域 ，编码器 的两个相邻 输出脉 冲间隔时 间对应 的高
交编码 脉冲单元 （ ｅ Ｑ Ｅ Ｐ）的分区测速方案 ，最后 在交流电机 调速实验平 台上验证 了该方案 的测速效果 。
转速计算公式 为 ：
ＤＳ Ｐ控 制器 ，在 电机控制领域得 到广泛 应用 。采用 Ｔ Ｉ 官方提 供 的 Ｔ法测 速例程测 速时 ，测速 延时过长 ，难以在宽转 速范
ｎ ｔ ＝
测 速 的绝 对 误 差 为 ：
（１ ）
围 内实 现转速 的精确检测 。本 文从分析 Ｔ法在低速 区域能获
一伺 服控制与 应用
Ｓｅ ｒ ｖ ｏ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ａｎ ｄ Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ
Hale Waihona Puke Ｊ ｔ Ｊ ： ＴＭ Ｓ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８３ ３ ５羽Ｉ 坩： ｌ ｝ Ｊ ＝ ℃ 编码器ｎ ｃ Ｊ 洲 迎 ， 』 法没 计
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Ｊ ： ＴＭ Ｓ ３ ２ Ｏ Ｆ ２ ８ ３ ３ ５羽Ｉ ： Ｉ ｛ ｝ 编 码 器 的测 逃 法 设 计
量ｍ 减小 ，测速的绝对误差 和相对误 差都会增加 ，测速精度
降低 。
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３改进 的 Ｔ法 测速
传统 的 Ｔ法在低速 区域具 有较高 的测 速精 度 ，在高速 区
图 ３ 超 低速 区 域测 速 原理
域测 速精度 降低 ，在 编码器两个 相邻输 ｍ脉 冲间隔时间对 应 的高 频时钟 脉冲数量超 过高频脉 冲计数器 最大值 的超低速 区