測量伺服電機編碼器脈沖信號的方法及解決辦法

發(fā)布時間：2018-1-10     瀏覽：1790

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

　　編碼器脈沖信號

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

　　A，B信號測量是注意事項

　　A, B信號經(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個脈沖的時間間隔并不相等，如果采用T法進行測量，必定造成實際轉(zhuǎn)速不變而轉(zhuǎn)速測量值卻有波動的情況，這是必須要避免的問題。

　　解決方法：

　　一、做T法測量時，不能使用兩個相鄰的脈沖，而是要用相同信號的相同沿。解釋一下，所謂相同信號比如是A信號，相同沿比如是上升沿，也就是用A的上一個上升沿到A的這個上升沿去進行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。

　　二、事先對每個沿的間距做測量，并算出修正系數(shù)，進行實時修正。這樣做的好處是延時只有上個方案的1/4，壞處是不能確保沿到沿的準(zhǔn)確性，因為各個相鄰脈沖的時間差可能隨電機角度而改變，在震動強時也可能隨轉(zhuǎn)速而改變。準(zhǔn)確性不能完全得到保證。

　　Z信號測量時的注意事項

　　Z信號一旦受到干擾而產(chǎn)生誤判，將會造成同步失敗，電機電流將迅速增加而造成嚴(yán)重后果。所以對Z信號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窗口，只有在這個窗口內(nèi)出現(xiàn)的Z信號，并同時滿足A, B, Z之間的電平關(guān)系，才認(rèn)為是Z信號。在窗口外產(chǎn)生的Z信號不予認(rèn)可。舉個例子：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。當(dāng)脈沖達到9700到10300之間時，Z信號有效，其它時候Z信號均不認(rèn)可。

　　有的人可能會提出異議，既然Z信號可能出現(xiàn)干擾，那么A, B信號也同樣會出現(xiàn)干擾。他的這種疑慮是有道理的，確實A, B信號也同樣會受到干擾，造成窗口位置不正確。我是這樣考慮這個問題的，我們所面對的干擾相對有效信號來說，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個脈沖只有1個干擾信號。那么可以認(rèn)為A, B信號總體是可靠的，和真實情況相差不大。與其相信Z信號，倒不如更多的相信A, B脈沖的位置積累信息。

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