一种磁编码器的转速计算方法技术

本发明专利技术涉及磁编码器的测速技术领域，特别涉及一种磁编码器的转速计算方法，通过周期性读取磁编码器的输出信号值，根据所述输出信号值，计算连续周期的磁编码器的角度增量，根据所述角度增量的变化规律，判断电机的旋转状态，再根据所述电机的旋转状态，得到磁编码器的转速计算模型，该测速方法可以显著提升转速测定的精度，并为提高速度环带宽提供条件；伺服控制系统中，该磁编码器的转速计算模型用于计算当前实时的电机转速，并作用于速度环PID模块。模块。模块。

【技术实现步骤摘要】
一种磁编码器的转速计算方法


[0001]本专利技术涉及磁编码器的测速
，特别涉及一种磁编码器的转速计算方法。

技术介绍

[0002]常规的测速方法为：周期性读取磁编码器的输出信号值，并计算连续周期的磁编码器的角度增量，把计算得到的磁编码器的角度增量除以两次读取的周期时间得到对应的转速信号。在电机轴静止的条件下，由于磁编码器的输出数据本身存在噪音，常规的测速方法计算得到的转速数据为正负跳动的错误数据，伺服控制系统采用该噪音的转速信号作为速度环PID的转速反馈时，电机容易产生噪音，甚至啸叫和剧烈振动；常规的转速滤波器一般采用低通滤波器、平均值滤波等方法实现数值滤波，而常规的测速方法输出的转速信号再添加常规的转速滤波器后，会对速度控制环路引入延迟，造成速度环带宽的下降，降低转速控制的响应时间。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种磁编码器的转速计算方法，可以显著提升转速测定的精度，并为提高速度环带宽提供条件。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种磁编码器的转速计算方法，包括以下步骤：
[0006]S1、周期性读取磁编码器的输出信号值；
[0007]S2、根据所述输出信号值，计算连续周期的磁编码器的角度增量；所述角度增量等于当前周期的磁编码器的输出信号值减去上一个周期的磁编码器的输出信号值；
[0008]S3、根据所述角度增量的变化规律，判断电机的旋转状态；
[0009]S4、根据所述电机的旋转状态，得到磁编码器的转速计算模型。
[0010]本专利技术的有益效果在于：
[0011]本方案通过周期性读取磁编码器的输出信号值，根据所述输出信号值，计算连续周期的磁编码器的角度增量，根据所述角度增量的变化规律，判断电机的旋转状态，再根据所述电机的旋转状态，得到磁编码器的转速计算模型，该测速方法可以显著提升转速测定的精度，并为提高速度环带宽提供条件；伺服控制系统中，该磁编码器的转速计算模型用于计算当前实时的电机转速，并作用于速度环PID模块。
附图说明
[0012]图1为根据本专利技术的一种磁编码器的转速计算方法的步骤流程图；
[0013]图2为根据本专利技术的一种磁编码器的转速计算方法的转速波形图；
[0014]图3为根据本专利技术的常规测速方法的转速波形图；
[0015]图4为根据本专利技术的一种磁编码器的转速计算方法的转速波形图。
具体实施方式
[0016]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0017]请参照图1，本专利技术提供的技术方案：
[0018]一种磁编码器的转速计算方法，包括以下步骤：
[0019]S1、周期性读取磁编码器的输出信号值；
[0020]S2、根据所述输出信号值，计算连续周期的磁编码器的角度增量；所述角度增量等于当前周期的磁编码器的输出信号值减去上一个周期的磁编码器的输出信号值；
[0021]S3、根据所述角度增量的变化规律，判断电机的旋转状态；
[0022]S4、根据所述电机的旋转状态，得到磁编码器的转速计算模型。
[0023]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：
[0024]本方案通过周期性读取磁编码器的输出信号值，根据所述输出信号值，计算连续周期的磁编码器的角度增量，根据所述角度增量的变化规律，判断电机的旋转状态，再根据所述电机的旋转状态，得到磁编码器的转速计算模型，该测速方法可以显著提升转速测定的精度，并为提高速度环带宽提供条件；伺服控制系统中，该磁编码器的转速计算模型用于计算当前实时的电机转速，并作用于速度环PID模块。
[0025]进一步的，步骤S3具体为：
[0026]S31、根据所述角度增量，计算连续四个周期的累积角度增量；所述累积角度增量等于连续四个周期的角度增量之和；
[0027]S32、判断所述累积角度增量的绝对值是否小于或等于1，并判断连续四个周期内是否发生过电机正反转切换；
[0028]S33、定义一个电机静止状态累加器变量，用以对电机状态值进行计数累加，所述电机静止状态累加器变量的初始值为零，且根据连续四个周期的所述累积角度增量的绝对值和连续四个周期内是否存在电机正反转切换，得到电机静止状态累加器值；
[0029]S34、根据所述电机静止状态累加器值，判断电机的旋转状态。
[0030]由上述描述可知，通过上述步骤，实现对电机的旋转状态的判断。
[0031]进一步的，步骤S32中的电机正转或电机反转的设定条件为：
[0032]当所述角度增量为正数时，则代表电机正转；
[0033]当所述角度增量为负数时，则代表电机反转。
[0034]进一步的，步骤S34具体为：
[0035]预设第一判断阈值、第二判断阈值、第三判断阈值和最大限定阈值，所述第一判断阈值大于零且小于第二判断阈值，所述第二判断阈值小于第三判断阈值，所述第三判断阈值小于或等于最大限定阈值；
[0036]当所述电机静止状态累加器值计算结果小于0时，限定所述电机静止状态累加器值为0；
[0037]当所述电机静止状态累加器值计算结果大于最大限定阈值时，限定所述电机静止状态累加器值为最大限定值；
[0038]当所述电机静止状态累加器值大于第三判断阈值时，则判定电机的旋转状态为深度静止状态；
[0039]当所述电机静止状态累加器值大于第二判断阈值且小于或等于第三判断阈值时，则判定电机的旋转状态为浅静止状态；
[0040]当所述电机静止状态累加器值大于第一判断阈值且小于或等于第二判断阈值时，则判定电机的旋转状态为低速旋转状态；
[0041]当所述电机静止状态累加器值小于或等于第一判断阈值时，则判定电机的旋转状态为普通旋转状态。
[0042]进一步的，步骤S4具体为：
[0043]S41、根据所述电机的旋转状态，实时选择对应的转速滤波器；
[0044]S42、根据所述转速滤波器，计算得到对应状态下的转速输出值；
[0045]S42、根据所述转速输出值，得到磁编码器的转速计算模型。
[0046]进一步的，步骤S41具体为：
[0047]当所述电机的旋转状态为深度静止状态时，则转速输出恒为0值；
[0048]当所述电机的旋转状态为浅静止状态时，则转速输出选择滤波深度为4的平均值滤波器；
[0049]当所述电机的旋转状态为低速状态时，则转速输出选择滤波深度为2的平均值滤波器；
[0050]当所述电机的旋转状态为普通旋转状态时，则转速输出不滤波处理。
[0051]从上述描述可知，根据磁编码器输出的数据变化规律，将电机旋转状态分为深度静止、浅静止、低速旋转和普通旋转状态，并根据识别到的状态进行转速计算的处理，选择合适的转速滤波器，从而实现了电机处于静止状态时测算得到的转速值无噪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁编码器的转速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、周期性读取磁编码器的输出信号值；S2、根据所述输出信号值，计算连续周期的磁编码器的角度增量；所述角度增量等于当前周期的磁编码器的输出信号值减去上一个周期的磁编码器的输出信号值；S3、根据所述角度增量的变化规律，判断电机的旋转状态；S4、根据所述电机的旋转状态，得到磁编码器的转速计算模型。2.根据权利要求1所述的磁编码器的转速计算方法，其特征在于，步骤S3具体为：S31、根据所述角度增量，计算连续四个周期的累积角度增量；所述累积角度增量等于连续四个周期的角度增量之和；S32、判断所述累积角度增量的绝对值是否小于或等于1，并判断连续四个周期内是否发生过电机正反转切换；S33、定义一个电机静止状态累加器变量，用以对电机状态值进行计数累加，所述电机静止状态累加器变量的初始值为零，且根据连续四个周期的所述累积角度增量的绝对值和连续四个周期内是否存在电机正反转切换，得到电机静止状态累加器值；S34、根据所述电机静止状态累加器值，判断电机的旋转状态。3.根据权利要求2所述的磁编码器的转速计算方法，其特征在于，步骤S32中的电机正转或电机反转的设定条件为：当所述角度增量为正数时，则代表电机正转；当所述角度增量为负数时，则代表电机反转。4.根据权利要求2所述的磁编码器的转速计算方法，其特征在于，步骤S34具体为：预设第一判断阈值、第二判断阈值、第三判断阈值和最大限定阈值，所述第一判断阈值大于零且小于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：江庚炜，欧新木，黄继波，李锋源，王志阳，田东林，
申请(专利权)人：福州富昌维控电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：