一种多电机同步测量装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电机测量技术领域，具体为一种多电机同步测量装置及其使用方法，包括电源、传感器、测量分析系统和显示终端，所述电源电性连接传感器、显示终端和测量分析系统，用于提供电力；所述传感器与被测的多个电机数量相同，所述传感器通过联轴器与对应的被测电机的电机轴连接。一种多电机同步测量装置及其使用方法，将第一个定时器设置的T1时间与后续到编码器脉冲最后一个上升沿的时间T3求和可非常精确地得到整个测量过程所用的时间，根据编码器的线数和整个测量过程中编码器产生的脉冲数即可获得测量过程中电机轴转过的角度，从而得到准确度比较高的电机转速和角度，对比分析多个电机的测量数据，从而得出多个电机同步性能的优劣。能的优劣。能的优劣。

【技术实现步骤摘要】
一种多电机同步测量装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及电机测量
，尤其涉及一种多电机同步测量装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]当前研究多集中在多电机同步控制算法方面，而对同步控制算法作用下多电机同步性能的测量装置研究较少。虽然国内外学者在研究多电机同步控制算法时也设计了相应的同步性能测量方法，但测量效果有待进一步提高。本专利技术将针对这一问题，公开一种适用范围广、测量准确度高、成本低、可重复使用的多电机同步测量装置及其使用方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，提出一种多电机同步测量装置及其使用方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种多电机同步测量装置，包括：电源、传感器、测量分析系统和显示终端，所述电源电性连接传感器、显示终端和测量分析系统，用于提供电力；所述传感器与被测的多个电机数量相同，所述传感器通过联轴器与对应的被测电机的电机轴连接；所述测量分析系统包括上位分析机和下位测量机，所述上位分析机用于给上位分析机和下位测量机提供统一基准时钟，并根据各下位测量机测得的各电机的速度或位置信息分析整个多电机驱动系统的同步性能，所述上位分析机和下位测量机通过总线方式或串口进行数据通信，所述下位测量机与被测电机的数量相同，用于测量对应的被测电机的速度信息和位置信息，所述下位测量机与对应的传感器电性连接，用于采集对应的所述传感器的信息，所述下位机采用三个定时/计数器，用于完成传感器的信息测量工作，得到被测电机的转速和角度位置信息；所述显示终端与电源和测量分析系统电性连接，用于展示被测电机的数据信息，显示终端也可采用触屏方式进行人机交互，实现更丰富的分析显示功能。
[0005]进一步地，所述传感器为光电式或磁感式旋转编码器。
[0006]进一步地，所述下位机包括三个定时/计数器，在检测到光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲上升沿时，采用第一个定时/计数器定时一段时间T1，同时采用第二个定时/计数器对光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲个数进行计数；当达到定时时间T1时，开启第三个定时/计数器对整个系统的统一基准脉冲进行计数；当检测到编码器产生的脉冲再次迎来上升沿时，关闭第三个定时/计数器的计数工作；根据光电式或磁感式旋转编码器的线数和整个测量过程中光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲数即可获得测量过程中电机轴转过的角度，根据第三个定时/计数器对整个系统统一基准脉冲的计数值和基准脉
冲频率可计算出T1定时结束到下一个光电式或磁感式旋转编码器脉冲上升沿之间所用的时间T3，T1与T3求和即可得到整个测量过程所用的时间，据此可计算出该电机的精确转速。
[0007]一种多电机同步测量装置的使用方法，包括：S1：在被测的各个电机的电机轴均通过联轴器安装上光电式或磁感式旋转编码器，用于被测电机轴转动时产生脉冲；S2：通过下位测量机的三个定时/计数器组合以及光电式或磁感式旋转编码器配合进行测量作业，从而得到各个被测电机的电机轴的转速和位置信息；S3：通过显示终端，展示各被测电机轴的转速和位置信息、各电机的同步性能指标以及转速响应曲线。
[0008]进一步地，所述通过下位测量机的三个定时/计数器组合以及光电式或磁感式旋转编码器配合进行测量作业的方法包括：S1：在检测到光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲上升沿时，采用第一个定时/计数器定时一段时间T1，同时采用第二个定时/计数器对光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲个数进行计数；S2：当定时时间T1到的时候，开启第三个定时/计数器对整个系统的统一基准脉冲进行计数；当检测到光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲再次迎来上升沿时，关闭第三个定时/计数器的计数工作；S3：根据光电式或磁感式旋转编码器的线数和整个测量过程中编码器产生的脉冲数即可获得测量过程中电机轴转过的角度，根据第三个定时/计数器对整个系统统一基准脉冲的计数值和基准脉冲频率可计算出T1定时结束到下一个光电式或磁感式旋转编码器脉冲上升沿之间所用的时间T3，T1与T3求和即可得到整个测量过程所用的时间，据此可计算出该电机的精确转速。
[0009]进一步地，上位分析机在接收到各下位机的测量信息后，根据各电机的期望转速曲线，得到平方误差积分、时间乘平方误差积分、绝对误差积分和时间乘绝对误差积分四个评价多电机同步性能的指标，并在显示终端进行显示，同时也可以实时绘制各电机的响应曲线。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：该装置使用的上位机、下位机可转接到其他任何电机上进行测量，具有适用范围广的特性；其软硬件成本较低；可重复使用；将第一个定时器设置的T1时间与后续到编码器脉冲最后一个上升沿的时间T3求和可非常精确地得到整个测量过程所用的时间，根据编码器的线数和整个测量过程中编码器产生的脉冲数即可获得测量过程中电机轴转过的角度，从而得到准确度比较高的电机转速和角度。最后通过得到的准确度高的电机转速和电机转动角度与其他同步电机的电机速度和电机转动角度相比，使得多个同步电机的测量数据可以很好的对比，从而得出多电机同步性能的优劣。
附图说明
[0011]参照附图来说明本专利技术的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。其中：图1示意性显示了根据本专利技术一个实施方式提出的本装置的架构示意图。
实施方式
[0012]具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。
[0013]当前研究多集中在多电机同步控制算法方面，而对同步控制算法作用下多电机同步性能的测量装置研究较少。虽然国内外学者在研究多电机同步控制算法时也设计了相应的同步性能测量方法，但测量精度不高，测量效果有待进一步提高。本专利技术将针对这一问题，公开一种适用范围广、测量精度高、成本低、可重复使用的多电机同步测量装置及其使用方法。
[0014]本专利技术公开了一种多电机同步测量装置及其使用方法，多电机同步测量装置主要包括：电源、传感器和测量分析系统。电源主要用于给传感器、显示终端和测量控制系统供电。传感器可选用光电式或磁感式旋转编码器，编码器数量与电机数量一致，各编码器通过联轴器与对应的被测电机轴连接。测量分析系统是整个装置的核心部分，主要通过读取各编码器的测量信号，完成各电机转速或位置以及多电机同步性能的测量，包括测量分析硬件和测量分析程序。所述测量分析硬件包括上位分析机和下位测量机，均可采用ARM、DSP或FPGA等硬件。上位分析机负责给整个系统硬件（上位分析机和下位测量机）提供统一基准时钟，并根据各下位测量机测得的各电机的速度或位置信息分析整个多电机驱动系统的同步性能。下位测量机的数量与电机数量一致，每个下位测量机负责采集对应编码器的信息，从而测量对应电机的速度或位置信息。上、下位机之间通过CAN、485等总线方式或串口进行数据通信。
[0015]本专利技术采用的上、下位机分布式硬件布置方式及统一基准时钟策略不仅保证了系统测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电机同步测量装置，其特征在于，包括：电源、传感器、测量分析系统和显示终端，所述电源电性连接传感器、显示终端和测量分析系统，用于提供电力；所述传感器与被测的多个电机数量相同，所述传感器通过联轴器与对应的被测电机的电机轴连接；所述测量分析系统包括上位分析机和下位测量机，所述上位分析机用于给上位分析机和下位测量机提供统一基准时钟，并根据各下位测量机测得的各电机的速度或位置信息分析整个多电机驱动系统的同步性能，所述上位分析机和下位测量机通过总线方式或串口进行数据通信，所述下位测量机与被测电机的数量相同，用于测量对应的被测电机的速度信息和位置信息，所述下位测量机与对应的传感器电性连接，用于采集对应的所述传感器的信息，所述下位机采用三个定时/计数器，用于完成传感器的信息测量工作，得到被测电机的转速和角度位置信息；所述显示终端与电源和测量分析系统电性连接，用于展示被测电机的数据信息，显示终端也可采用触屏方式进行人机交互，实现更丰富的分析显示功能。2.根据权利要求1所述的一种多电机同步测量装置，其特征在于，所述传感器为光电式或磁感式旋转编码器。3.根据权利要求2所述的一种多电机同步测量装置，其特征在于，所述下位机包括三个定时/计数器，在检测到光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲上升沿时，采用第一个定时/计数器定时一段时间T1，同时采用第二个定时/计数器对光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲个数进行计数；当达到定时时间T1时，开启第三个定时/计数器对整个系统的统一基准脉冲进行计数；当检测到编码器产生的脉冲再次迎来上升沿时，关闭第三个定时/计数器的计数工作；根据光电式或磁感式旋转编码器的线数和整个测量过程中光电式或磁感式旋转编码器产生的脉冲数即可获得测量过程中电机轴转过的角度，根据第三个定时/计数器对整个系统统一基准脉冲的计数值和基准脉冲频率可计算出T1定时结束到下一个光电式或磁感式旋转编码器脉冲上升沿之间所用的时间T3，T1与T3求和即可得到整个测量过...

【专利技术属性】
技术研发人员：程元皓，杨荣刚，王乃格，吴英龙，汤何胜，向家伟，
申请(专利权)人：温州大学平阳智能制造研究院，
类型：发明
国别省市：