測量伺服電機(jī)編碼器脈沖信號(hào)的方法及解決辦法

發(fā)布時(shí)間：2018-1-10     瀏覽：1730

　　對于伺服電機(jī)編碼器來說信號(hào)的測量與解決是一個(gè)重要的問題，電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，速度，加速度都是來自于編碼器信號(hào)。編碼器脈沖信號(hào)測量和處理好了，將會(huì)得到準(zhǔn)確的信息，這是控制的基礎(chǔ)。反之將會(huì)誤導(dǎo)控制。三晟編碼器為大家介紹測量伺服電機(jī)編碼器脈沖信號(hào)的方法及解決辦法。

　　編碼器脈沖信號(hào)

　　通常編碼器都有A, B, Z脈沖信號(hào)，也有的另外加上有U, V, W脈沖信號(hào)。A, B信號(hào)：為電機(jī)位置脈沖信號(hào)，通過A, B信號(hào)的相位差還可以辨別轉(zhuǎn)向。A和B信號(hào)的頻率相同，相位差90°，它們的占空比均為50%，通過電路可以將A, B信號(hào)的上升沿，下降沿分別處理成為脈沖，在一個(gè)A脈沖周期內(nèi)，出現(xiàn)4個(gè)脈沖。 Z信號(hào)：零位信號(hào)，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，在零位會(huì)產(chǎn)生Z脈沖信號(hào)，為了使Z信號(hào)更加可靠，一般規(guī)定只有在A，B信號(hào)都為高電平時(shí)出現(xiàn)Z信號(hào)上升沿才能確定為Z信號(hào)有效 U, V, W信號(hào): 用于啟動(dòng)位置的判斷。

　　A，B信號(hào)測量是注意事項(xiàng)

　　A, B信號(hào)經(jīng)過處理變成4倍頻的脈沖，分別出現(xiàn)在A周期的0°，90°，180°，270°。但是這種理想狀態(tài)是不存在的，通常A, B脈沖的相位差并不正好為90°，A, B脈沖的高電平和電平的時(shí)間也不恰好相等�？梢詤⒖季幋a器廠家給出的數(shù)據(jù)。也就是說，4個(gè)脈沖的時(shí)間間隔并不相等，如果采用T法進(jìn)行測量，必定造成實(shí)際轉(zhuǎn)速不變而轉(zhuǎn)速測量值卻有波動(dòng)的情況，這是必須要避免的問題。

　　解決方法：

　　一、做T法測量時(shí)，不能使用兩個(gè)相鄰的脈沖，而是要用相同信號(hào)的相同沿。解釋一下，所謂相同信號(hào)比如是A信號(hào)，相同沿比如是上升沿，也就是用A的上一個(gè)上升沿到A的這個(gè)上升沿去進(jìn)行T法測量。也可以用A的下降沿到下降沿，或者B的相同沿。這樣的好處是準(zhǔn)確性獲得保障，壞處是周期是相鄰沿的4倍，增加了延時(shí)。

　　二、事先對每個(gè)沿的間距做測量，并算出修正系數(shù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。這樣做的好處是延時(shí)只有上個(gè)方案的1/4，壞處是不能確保沿到沿的準(zhǔn)確性，因?yàn)楦鱾�(gè)相鄰脈沖的時(shí)間差可能隨電機(jī)角度而改變，在震動(dòng)強(qiáng)時(shí)也可能隨轉(zhuǎn)速而改變。準(zhǔn)確性不能完全得到保證。

　　Z信號(hào)測量時(shí)的注意事項(xiàng)

　　Z信號(hào)一旦受到干擾而產(chǎn)生誤判，將會(huì)造成同步失敗，電機(jī)電流將迅速增加而造成嚴(yán)重后果。所以對Z信號(hào)要格外注意抗干擾處理。我們這里只涉及軟件的處理。上面講了，Z信號(hào)通過A，B，Z之間的相關(guān)性來讓抗干擾能力增加。這種方法將干擾的可能性降低為原來的1/4。但是在干擾嚴(yán)重的高頻斬波的環(huán)境下，這個(gè)措施還是不夠的。下面再介紹一種方法，窗口法。

　　窗口法就是在零位附近開個(gè)窗口，只有在這個(gè)窗口內(nèi)出現(xiàn)的Z信號(hào)，并同時(shí)滿足A, B, Z之間的電平關(guān)系，才認(rèn)為是Z信號(hào)。在窗口外產(chǎn)生的Z信號(hào)不予認(rèn)可。舉個(gè)例子：采用每圈2500線的編碼器，每圈所產(chǎn)生的4倍頻脈沖為10000個(gè)。當(dāng)脈沖達(dá)到9700到10300之間時(shí)，Z信號(hào)有效，其它時(shí)候Z信號(hào)均不認(rèn)可。

　　有的人可能會(huì)提出異議，既然Z信號(hào)可能出現(xiàn)干擾，那么A, B信號(hào)也同樣會(huì)出現(xiàn)干擾。他的這種疑慮是有道理的，確實(shí)A, B信號(hào)也同樣會(huì)受到干擾，造成窗口位置不正確。我是這樣考慮這個(gè)問題的，我們所面對的干擾相對有效信號(hào)來說，是少量的，否則任何措施都將是無效的。造成干擾的情況和正常情況比較僅僅只占很少的比例，例如100個(gè)脈沖只有1個(gè)干擾信號(hào)。那么可以認(rèn)為A, B信號(hào)總體是可靠的，和真實(shí)情況相差不大。與其相信Z信號(hào)，倒不如更多的相信A, B脈沖的位置積累信息。

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