[發明專利]用于增量式編碼器測速的計算機存儲介質

有效

• 申請號: 201810130296.7
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108535507B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王繼超
• 申請（專利權）人: 威科達（東莞）智能控制有限公司
• 主分類號: G01P3/481
• 分類號: G01P3/481
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

本發明涉及伺服驅動器領域，尤其涉及一種計算機存儲介質，該介質中存有程序，程序被芯片執行時實現對增量式編碼器進行測速，脈沖個數和脈沖所用的時長都設成變量，并用脈沖上升沿來靈活計算出這兩個變量的值，從而據這兩個變量來精確計算出增量式編碼器的轉動速度，避免傳統M法因固定單位時間而導致的測速誤差問題，避免傳統T法因固定脈沖個數而導致的時鐘周期誤差。

技術領域

本發明涉及伺服驅動器領域，尤其涉及一種計算機存儲介質，該介質中存有程序，程序被芯片執行時實現對伺服驅動器中的增量式編碼器進行測速。

背景技術

在伺服驅動器的設計中，核心部分為位置環、速度環和電流環三個環的設計。其中速度環的來源就是增量式編碼器(又稱碼盤)的速度反饋，所以對增量式編碼器的測速的精確與否直接決定了伺服驅動器的性能。

目前，對增量式編碼器的測速方法一般為頻率法(M法)、周期法(T法)、M/T結合法。

其中M法為測量固定單位時間內的脈沖個數，由于單位時間固定，因而在計數脈沖個數時，可能存在不完整的脈沖個數，導致最大2個脈沖的測速誤差，由此可見：當增量式編碼器轉動越快時，產生不完整脈沖個數的可能性越低，誤差就越小。

T法為測量固定脈沖個數所用的時長，此方法受芯片的時鐘周期(時鐘周期即芯片執行一個指令所需的最短時長)所限，可能存在脈沖結束時時鐘周期并未結束的情況，導致最大有1個時鐘周期的誤差，適用于對低速轉動的增量式編碼器進行測速。

M/T結合法即在增量式編碼器高速轉動時用M法測速，增量式編碼器低速轉動時用T法測速，以減小測速的誤差，雖然M/T結合法在很大程度上減小了測速的誤差，但也有其本身固有的問題，如M/T結合法切換的速度點不容易確定。

發明內容

本發明的目的是精確地測量增量式編碼器的轉動速度。

為此，提供一種用于增量式編碼器測速的計算機存儲介質，其存儲有計算機程序，該程序被芯片執行時實現以下步驟：

脈沖獲取步驟：捕獲增量式編碼器的起始信號以確定一個完整的脈沖；

測速步驟：執行k次脈沖獲取步驟以獲得k個脈沖，并計這k個脈沖所用的時長t_k，根據t_k和k的比值來確定增量式編碼器的轉動速度，其中k是正整數。

在測速步驟中，用脈沖時間計數器來計脈沖所用的時長t_k。

在測速步驟中，用脈沖個數計數器來計脈沖個數k。

進一步地，若在速度環的運算周期內能夠捕獲到至少一個完整的脈沖，則所述測速步驟在該次運算周期內執行，所述測速步驟包括如下步驟：

高速鎖存步驟：在首次捕獲到增量式編碼器的起始信號后，每當增量式編碼器的起始信號再次到來時，分別對脈沖個數計數器和脈沖時間計數器進行鎖存；

高速輸出步驟：選取時刻Clk為參照，以高速鎖存步驟最近一次鎖存的脈沖個數計數器值作為脈沖個數k，以高速鎖存步驟最近一次鎖存的脈沖時間計數器值作為脈沖所用的時長t_k。

優選地，所述測速步驟還包括在高速鎖存步驟之前執行的高速清零步驟：當首次捕獲到增量式編碼器的起始信號時，分別對脈沖個數計數器和脈沖時間計數器進行清零。

優選地，所述時刻Clk是該次運算周期結束時。

進一步地，若在速度環的運算周期內未能夠捕獲到一個完整的脈沖，則所述測速步驟包括如下步驟：

低速清零步驟：當捕獲到增量式編碼器的起始信號S0之后，在隨后的第y個時鐘周期的上升沿到來之際，清零脈沖時間計數器；