一种基于DSP正交编码的实时低速检测装置制造方法及图纸

一种基于DSP正交编码的实时低速检测装置。装置包括脉冲编码器、信号调理电路、正交编码模块和处理器；脉冲编码器输出Ao、Bo、Zo三组差分脉冲信号；脉冲编码器输出的脉冲信号Ao、Bo、Zo分别经过信号调理电路输入到正交编码模块三个输入端；正交编码模块四个输出端分别与处理器相连接。本实用新型专利技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使转速计算更加快捷，同时整个计算方式采用中断与DSP内部计数器，不占用CPU时间。同时使用此转速方法，可以同时满足高速、低速、超低速的检测，可以完全替代之前的转速计算方法。而且，此方法具有对计算量的连续和实时性，可以进行函数的封装，便于进行软件的模块化处理。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于DSP正交编码的实时低速检测装置。装置包括脉冲编码器、信号调理电路、正交编码模块和处理器；脉冲编码器输出Ao、Bo、Zo三组差分脉冲信号；脉冲编码器输出的脉冲信号Ao、Bo、Zo分别经过信号调理电路输入到正交编码模块三个输入端；正交编码模块四个输出端分别与处理器相连接。本技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使转速计算更加快捷，同时整个计算方式采用中断与DSP内部计数器，不占用CPU时间。同时使用此转速方法，可以同时满足高速、低速、超低速的检测，可以完全替代之前的转速计算方法。而且，此方法具有对计算量的连续和实时性，可以进行函数的封装，便于进行软件的模块化处理。【专利说明】—种基于DSP正交编码的实时低速检测装置
本技术属于信号检测
，特别是涉及一种基于DSP正交编码的实时低速检测装置。
技术介绍
在现有技术中，测速方法有两种，模拟电路硬件检测和数字电路计算测速。随着电子信息技术的发展，尤其是DSP数字处理芯片的产生，大大提高了速度检测的精度与范围。而数字电路测速，也有不同的方式，最初的方式是使用外围的模数转换芯片，将模数转换芯片检测到的模拟量转换为数字量，再将数字量通过总线传给CPU，再进行计算。现在，随着芯片技术的发展，一种芯片上会集成模数转换芯片，而且在芯片内部使用同一总线，使得检测速度更快，同时由于总线在芯片内部，也使得通信不会受到干扰。对于数字芯片测量转速，CPU处理的方法也有下列几种:1、等时间位差法(M法)。2、等角度计数法(T法)。3、M / T法。等时间位差法(M法)，使用CPU的两次采样周期，将两次采样检测到的编码器位置计数进行做差，通过角度与时间计算出转速，但是此方法在低转速下，两次检测位置差距很小，再与相同时间的间隔做比，所以在低速的时候就会产生很大误差。等角度计数法(T法)，使用编码器产生的两次脉冲，触发CPU对于时间的计数，然后通过两次脉冲对于时间计数的比值计算出转速，但是在高转速下，两次脉冲的时间间隔会很小，所以高速的时候也会产生很大的误差。M / T法是两种方法的结合，即在M法的一个周期后，同时再记录一次最后采样脉冲的时间间隔，然后相加，形成Μ/T法，即低速的时候，两次检测位置差距很小，位置计数值几乎为零，M法几乎为零，测速结果以T法为主。在高速的时候，两次脉冲时间很小，T法时间计数几乎为零，速度结果以M法为主。但是无论是M法、T法还是Μ/T法，都必须要求有编码器脉冲，编码器脉冲必须出现两次才能进行计算提取转速，而且转速计算值在第二次脉冲出现瞬间由于0-1变化出现转速阶跃或者抖动，所以无法实现转速的快速提取。当今大部分设备、仪器，在使用转速作为闭合控制的实时系统中，必须要求转速计算的实时快速，而这是现有算法无法满足的。此外，对于大多数转速算法，只对转速信号进行单一的检测，无法对信号进行判断，所以产生了已经趋于稳定的速度系统缓慢漂移直至故障的情况。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种基于DSP正交编码的实时低速检测装置。为了达到上述目的，本技术提供的基于DSP正交编码的实时低速检测装置包括脉冲编码器、信号调理电路、正交编码模块和处理器；其中:脉冲编码器为测速传感器，由安装在电机转轴上的光电编码器或电磁编码器构成，输出Ao、Bo、Zo三组差分脉冲信号，其中脉冲Ao和脉冲Bo为相差90度相位的正交脉冲，脉冲Zo为归零脉冲；信号调理电路为脉冲整形电路模块，脉冲编码器输出的三路脉冲信号Ao、Bo、Zo分别经过信号调理电路输入到正交编码模块的三个输入端；正交编码模块为脉冲转换电路，其三个输入端分别接收脉冲A、脉冲B和脉冲Zl三路输入信号，四个输出端分别输出倍频脉冲AB、方向信号R、归零信号Z和中断信号E，正交编码模块的四个输出端分别与处理器相连接。所述的处理器为算法处理器，由DSP数字处理器构成。所述的正交编码模块能够集成在处理器的DSP数字处理器内部。所述的正交编码模块的四个输出信号与处理器通过内部总线相连接。本技术采用的技术方案是:首先，光电编码器实测的转速输出ABZ电脉冲，然后通过信号调理及电平转换输入到DSP正交编码(QEP)模块，最后将QEP模块输出的信号送进DSP的CPU处理器中进行计算。针对于QEP模块输出的信号，进行配置、中断及倍频计数，达到满足实时与快速的转速计算。本技术使用QEP倍频脉冲，两个脉冲之间使用周期计数，多脉冲采用捕获计数，同时脉冲触发时间基准计数，以时间基准计数及周期计数预估下个脉冲到来时间，CPU调用转速计算函数时刻，时间基准计数一直累积增加，形成对转速计算的连续量，达到实时转速、超低转速的计算目的。除了计算转速功能外，本技术也根据ABZ脉冲的相互关系，增加了对于转速故障的故障检测与判断。当检测与计算算法完成后，进入故障判断，ABZ脉冲信号出现异常后，能自发地进行故障报警。本技术具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案，使转速计算更加快捷，同时整个计算方式采用中断与DSP内部计数器，不占用CPU时间。同时使用此转速方法，可以同时满足高速、低速、超低速的检测，可以完全替代之前的转速计算方法。而且，此方法具有对计算量的连续和实时性，可以进行函数的封装，便于进行软件的模块化处理。【专利附图】【附图说明】图1为本技术提供的基于DSP正交编码的实时低速检测装置的结构示意图。图2为本技术提供的基于DSP正交编码的实时低速检测方法的信号处理时序图。图3为本技术提供的基于DSP正交编码的实时低速检测方法中测速流程示意图。图4为本技术提供的基于DSP正交编码的实时低速检测方法中故障判断流程示意图。【具体实施方式】下面结合附图进一步说明本技术。如图1所示，本技术提供的基于DSP正交编码的实时低速检测装置包括:脉冲编码器1、信号调理电路2、正交编码模块3和处理器4 ;其中:脉冲编码器I为测速传感器，由安装在电机转轴上的光电编码器或电磁编码器构成，输出Ao、Bo、Zo三组差分脉冲信号，其中脉冲Ao和脉冲Bo为相差90度相位的正交脉冲，脉冲Zo为归零脉冲，即编码器旋转一周输出一个脉冲Zo ；信号调理电路2为脉冲整形电路模块，由于编码器信号产生后不能直接被数字处理器使用，所以需要将三路信号进行滤波、降幅，若进行长距离传输，还需要进行光电隔离信号避免信号干扰，这需要信号调理电路进行处理；脉冲编码器I输出的三路脉冲信号Ao、Bo、Zo分别经过信号调理电路2输入到正交编码模块3的三个输入端；正交编码模块3为脉冲转换电路，其三个输入端分别接收脉冲A、脉冲B和脉冲Zl三路输入信号，四个输出端分别输出倍频脉冲AB、方向信号R、归零信号Z和中断信号E，正交编码模块3的四个输出端分别与处理器4相连接；经过整形后的脉冲A、脉冲B和脉冲Zl三路信号进入正交编码模块3后，其内部的DSP数字处理器对三路信号进行编码，由于脉冲A和脉冲B互为90°正交，通过检测脉冲A或脉冲B的上升沿先后就可得出电机旋转方向信号R，因为脉冲信号正交，即脉冲A上升沿后为脉冲B上升沿，脉冲B上升沿后为脉冲A下降沿，所以对脉冲A和脉冲B所有上升下降沿进行检测计数，即可将脉冲A或脉冲B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP正交编码的实时低速检测装置，其特征在于：其包括脉冲编码器（1）、信号调理电路（2）、正交编码模块（3）和处理器（4）；其中：脉冲编码器（1）为测速传感器，由安装在电机转轴上的光电编码器或电磁编码器构成，输出Ao、Bo、Zo三组差分脉冲信号，其中脉冲Ao和脉冲Bo为相差90度相位的正交脉冲，脉冲Zo为归零脉冲；信号调理电路（2）为脉冲整形电路模块，脉冲编码器（1）输出的三路脉冲信号Ao、Bo、Zo分别经过信号调理电路（2）输入到正交编码模块（3）的三个输入端；正交编码模块（3）为脉冲转换电路，其三个输入端分别接收脉冲A、脉冲B和脉冲Z1三路输入信号，四个输出端分别输出倍频脉冲AB、方向信号R、归零信号Z和中断信号E，正交编码模块（3）的四个输出端分别与处理器（4）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓光，赵耀，谷兴华，
申请(专利权)人：天津瑞能电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：