CPLO在电机测速系统中的应用

2012-05-24 18:12:27来源: 中国计量测控网

  1 引言

  在大多数情况下,电机的转速是对其进行闭环控制时必不可少的量,由于对电机的控制大多要求检测到的速度必须实时和精确,这就需要测速系统能高速且精确地将速度检测出来。

  由于CPLD的集成度很高且速度很快,比较容易满足测速系统的要求,同时使系统可靠性比采用通用IC芯片更高。另外,CpLD还具有设计方便、灵活和校验快的特点,并且设计可随时改变。随着CPLD性能和集成度的不断提高,同时成本和价格的不断降低,使其得到日益广泛的应用[1一2]

  2速度测量原理

  在传统的电机转速检测中,可以采用测周法(简称T法)和测频法(简称M法)两种方法。

  测周法是通过测量速度脉冲周期来获得电机转速的方法,适用于测量低的转速;测频法是通过测量速度脉冲频率来获得电机转速的方法,适用于测量高的转速f3l。然而,在电机的旋转过程中,电机的速度范围变化很大,若想准确且实时地检测出电机的转速,需要在测周法和测频法这两种方法间进行切换,为避免这种切换,可采用M/T法。

  M/T法的原理:给定一个频率较高的定频信号作为标准频率信号Fl,并保证测量的闸门时间为被测速度脉冲信号F2的整数倍,在闸门时间同时对信号Fl和信号FZ进行计数。其原理图如图1所示。

  

  在测量过程中,根据电机实际的转速情况设定预置门控信号的高电平时间(预置闸门时间)Tl,在预置门控信号的上升沿到来时,系统并没有开始计数,一直等到信号F2的上升沿到来时,才开始用两个计数器分别对信号Fl和信号F2的脉冲个数进行计数。在预置门控信号的下降沿到来时,计数器继续计数,需等到信号F2的上升沿到来时,才停止计数,同时读取此时两个计数器的计数值。这样,实际的计数闸门时间为几。设信号F1的频率为fl,在兀时间内信号Fl和信号F2的脉冲个数分别为Nl,从,则被测速度信号FZ的频率九可由下式求得:

  

  在这种方法下,当速度信号的周期大于预置闸门时间Tl时,相当于采用的是测周法,而当速度信号的周期小于Tl时,则采用的是测频法。所以,根据电机转速的快慢,M/1,法自动完成了T法与M法间的切换。另外,由于计数器总是在速度脉冲信号的上升沿到来时开始或停止计数,这就保证了实际测量的闸门时间为被侧信号的整数倍,从而实现了信号在频率测量范围内的测量精度相等,所以该测量方法同时实现了宽频带和高精度测量的要求。

  

[1] [2]

关键字:CPLO  电机测速系统  闭环控制

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0524/article_5144.html
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