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编码器在伺服电机测量中的注意事项

文章出处:德伍拓 责任编辑:admin 人气:17 发表时间:2020-06-15 14:41 【   

编码器信号测量和处理是伺服电机控制的一个重要问题,电机转子的位置,速度,加速度都是来自于编码器信号。编码器脉冲信号测量和处理好了,将会得到准确的信息,这是控制的基础。反之将会误导控制。

通常编码器都有A B Z脉冲信号,也有的另外加上有U V W脉冲信号。A B信号:为电机位置脉冲信号,通过A B信号的相位差还可以辨别转向。AB信号的频率相同,相位差90,它们的占空比均为50%,通过电路可以将A B信号的上升沿,下降沿分别处理成为脉冲,在一个A脉冲周期内,出现4个脉冲。Z信号:零位信号,电机每转一圈,在零位会产生Z脉冲信号,为了使Z信号更加可靠,一般规定只有在AB信号都为高电平时出现Z信号上升沿才能确定为Z信号有效。U V W信号: 用于启动位置的判断。


A,B信号测量的注意事项:

A, B信号经过处理变成4倍频的脉冲,分别出现在A周期的090180270。但是这种理想状态是不存在的,通常A B脉冲的相位差并不正好为90A B脉冲的高电平和电平的时间也不恰好相等。可以参考编码器厂家给出的数据。也就是说,4个脉冲的时间间隔并不相等,如果采用T法进行测量,必定造成实际转速不变而转速测量值却有波动的情况,这是必须要避免的问题。

解决问题的方法:

1、做T法测量时,不能使用两个相邻的脉冲,而是要用相同信号的相同沿。解释一下,所谓相同信号比如是A信号,相同沿比如是上升沿,也就是用A的上一个上升沿到A的这个上升沿去进行T法测量。也可以用A的下降沿到下降沿,或者B的相同沿。这样的好处是准确性获得保障,坏处是周期是相邻沿的4倍,增加了延时。

2、事先对每个沿的间距做测量,并算出修正系数,进行实时修正。这样做的好处是延时只有上个方案的1/4,坏处是不能确保沿到沿的准确性,因为各个相邻脉冲的时间差可能随电机角度而改变,在震动强时也可能随转速而改变。准确性不能完全得到保证。

Z信号测量时的注意事项:

Z信号一旦受到干扰而产生误判,将会造成同步失败,电机电流将迅速增加而造成严重后果。所以对Z信号要格外注意抗干扰处理。Z信号通过ABZ之间的相关性来让抗干扰能力增加。这种方法将干扰的可能性降低为原来的1/4。但是在干扰严重的高频斩波的环境下,这个措施还是不够的。

窗口法:

窗口法就是在零位附近开个窗口,只有在这个窗口内出现的Z信号,并同时满足A B Z之间的电平关系,才认为是Z信号。在窗口外产生的Z信号不予认可。举个例子:采用每圈2500线的编码器,每圈所产生的4倍频脉冲为10000个。当脉冲达到970010300之间时,Z信号有效,其它时候Z信号均不认可。

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