经典测速方法在低速情况下的研究的评论【稻谷书店】.doc

关于经典测速方案在低速情况下的研究的评论一虫虫的文章内容的综合：虫虫在研究中发现了许多现象：1. m法测速的动态误差是双向的2. t法测速的动态误差是单向的，当加速度为正时测量转速小于实际转速。当加速度为负时，测量转速大于实际转速3. 低速时的动态测量误差大于高速时的动态测量误差4. 当转速在0附近时，编码器的已经基本丧失反馈功能，甚至连转向都难以判别虫虫得出了很有意思且值得思考的观点：1. m法和t法在低速状态是比较，t法优于m法2. 按照m法或t法进行系统控制，m法明显超调量大，性能差3. t法的本质是时间窗口内的平均转速二我的思考：虫虫通过仿真实验获得的结果和所做的分析，使我受益匪浅，启发我沿着这个思路继续思考，现将我的思考反馈给虫虫和大家。1. 在电机控制系统中不要使用m法：主要有以下理由：（1）延时时间长。t法的延时为一个编码器脉冲周期，而m法的延时要N个编码器脉冲周期。对于m法的时间窗口必须要使测量有起码的精度，m法的相对误差=1/N，其中N是时间窗口内的编码器脉冲个数，假设最低的误差为5%，则N必须大于20，根据这个例子，m法的延时是t法的20倍以上。这相当于在控制系统上增加了个纯延时环节。由虫虫提供的仿真实验图也可以佐证这个观点。从这张图上可以看见，m法的控制系统明显的超调量大，这通常意味着系统的惯性环节的惯性系数增大，而纯延时环节可以近似看做惯性环节。（2）静态精度低：为了兼顾延时，m法的N值不能太大，因此精度低。而t法精度取决于定时器时钟，现在这个时钟周期都是纳秒量级的，可以保证t法有很高的精度，特别是在低速时更是如此。2. 关于t法的动态精度改进的思考：先引用虫虫说的话： T法测速得到的速度，可以理解是一连串瞬时速度的加权平均值。受到这个观点的启发，我再作进一步的引申：当加速度为定值（或近似为定值）时，可知当编码器脉冲边沿到达后这一瞬间t0，由此测算的改脉冲周期的平均速度和在这一周期一半时（也就是时间为t0-T/2，T为该脉冲周期）的瞬时速度相等。也就是说，信号延时了T/2的时间。对于t0时的速度v0=该周期的平均速度V+Ta/2 其中：T为该脉冲的周期，a为加速度。于是我们可以预测到t0时的瞬时速度v0。测量的延时时间为0。而a的测量和计算也须费些心思才能比较完美，这里就不再展开。为了让大家比较方便了解测速方法，将我的关于测速方法的文章附录在下面伺服电机的测速方法介绍有些群友说不太了解测速方法，这节专门为这些群友写的，让大家更顺利的读虫虫的文章。一般常见的伺服电机测速传感器分为数字，模拟两类。数字的有光电编码器，磁编码器；模拟的有测速电机；还有一种就是旋转变压器，它本质上是属于模拟类的，但是通常是将它的信号处理成为数字类的，因此也把它归结为数字类测速传感器。本文所说的测速方法都是特指对数字脉冲信号的处理而获得速度信息的方法。一般测速方法有3类：M法，T法，M/T法。1. M法简介：（1）M法：开一个时间窗口，在这个时间窗口内数编码器脉冲个数， 速度越快，当然对于时间窗口数到的脉冲数就越多。（2）角速度计算：角速度是指在时间窗口内的平均角速度。角速度= K脉冲数 K为定常系数（3）精度：在时间窗口数到的脉冲数如果是N，其最大的绝对误差为1个脉冲，则理论的相对误差= 1/N。有个小窍门可以减小这个误差，就是如果数到的脉冲数为N，则把它改为N+0.5。这时的最大误差=1/2N。（4）特点：a时间窗口越大，精度越高，但由测量造成的纯延时越大b在时间窗口不变的情况下，转速越慢，误差越大。2. T法简介：（1）T法： 以编码器脉冲作为时间窗口，在这个时间窗口内，数定时器时钟源的脉冲数，也就是通常说的捕捉方式。当速度越快，编码器的时间窗口越短，脉冲个数也越少。（2）角速度：角速度是指时间窗口内的平均角速度。角速度= K/N, 其中K为定常系数（3）精度： 其最大的误差也是一个脉冲。相对误差=1/(N+1)（4）特点：转速越低，精度越高，但由测量造成的纯延时越大3. M/T法简介：（1）M/T法：该法与T法类似，所不同的是T法以一个编码器脉冲为时间窗口，而M/T法以m个编码器脉冲为时间窗口，数定时器时钟源的脉冲个数。（2）角速度：角速度是指在时间窗口内的平均角速度。 角速度=Km/N, 其中K为定常系数，m为组成时间窗口的编码器脉冲个数，N为时间窗口数到的定时器时钟源脉冲个数。（3）特点：和T法相比，M/T法在高速时可改善测量精度，但相应的增加了纯延时。 5借鉴a