高速工業(yè)平縫機轉(zhuǎn)速測量方法研究

相對精度為：

顯然，要提高轉(zhuǎn)速相對測量精度可以采用較大的采樣周期Ts，或者較高的位置分辨率，并且與電機的轉(zhuǎn)速n成反比。本系統(tǒng)的調(diào)速范圍為300～8 000 r／min，系統(tǒng)控制律設(shè)計的采樣周期Ts，為5ms，可以計算得到各種轉(zhuǎn)速時的測量精度，見表1。

表l中的數(shù)據(jù)表明，脈沖計數(shù)法在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)精度較高。該方法適用于電機高速運行中。
2．2 脈沖周期測量法的精度分析
脈沖周期法由處理器的時鐘計數(shù)，計數(shù)脈沖m與時鐘頻率f0、位置分辨率N0相關(guān)，當(dāng)計數(shù)脈沖由m變化到m+1時，根據(jù)式(2)脈沖測量法的誤差為：

得到相對速度精度為：

當(dāng)微處理器時鐘為，f0=12 MHz，根據(jù)式(6)計算可以得到各種轉(zhuǎn)速時的測量精度見表2。

通過表2可以知道，脈沖周期法的測量方法在電機低速范圍內(nèi)測量精度較高，在高速情況下精度較差。同時，在實際應(yīng)用中，采用脈沖周期測量法時，是通過光電編碼器的輸出脈沖引起處理器中斷，如果在高速階段使用該方法，會導(dǎo)致處理器頻繁中斷，大量耗費處理器時間。

3 高速工業(yè)平縫機轉(zhuǎn)速測量方法
根據(jù)以上的精度分析，脈沖計數(shù)法用于高速范圍，而脈沖周期法適用于低速范圍。對于轉(zhuǎn)速范圍較大的調(diào)速系統(tǒng)，采用以上的任一測速方法，都難以保全在全調(diào)速范圍內(nèi)有較高的測速精度，只有將兩種方法組合才能得到較理想的結(jié)果。
3．1 轉(zhuǎn)速的組合測量方法
將No=720代入式(4)，式(6)，做出圖1的“精度／轉(zhuǎn)速(S／n)”曲線，圖中S代表精度，用百分?jǐn)?shù)表示，n代表轉(zhuǎn)速。圖中兩條曲線的交點為S0=0．407 4，轉(zhuǎn)速為n0=4 091 r／min。

這表示當(dāng)n>n0，采用的脈沖計數(shù)法測速精度可以高于O．407 4％；而當(dāng)nn0時，采用脈沖周期法時測速精度也能高于O．407 4％。
所謂組合測速法即是當(dāng)轉(zhuǎn)速大于n0時使用脈沖計算法，而當(dāng)速度小于n0時使用脈沖周期法，保證整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)測試精度高于S0。
3．2 測量方法的切換
采用組合測量的方法需要在圖1的兩條曲線的交點處對速度測量進行切換，但是在實際的編程過程中，考慮到在某些情況下，轉(zhuǎn)速可能會在n0處反復(fù)切換，這樣會導(dǎo)致測量方法頻繁切換，影響測量精度。因此在實際的編程過程中，采用的方式是設(shè)置了一個速度測量切換區(qū)域。
切換區(qū)域可以這樣設(shè)置，n2n0n1。根據(jù)需要，測量的精度必須小于0．5％，根據(jù)式(4)，計算在n2=3 600 r／min時，測量誤差為O．462 9％；根據(jù)式(6)，在n1=4 400 r／min時，測量的誤差為0．438 0％。因此實際的編程中，速度測量的切換是當(dāng)轉(zhuǎn)速從低速上升到4 400 r／min時，測速方法轉(zhuǎn)換為脈沖計數(shù)法，而當(dāng)轉(zhuǎn)速從高速下降到3 600 r／min時轉(zhuǎn)換到脈沖周期法。這時全范圍的測速精度高于O．5％。

4 結(jié) 語
由于需要精確的停針控制，對高速工業(yè)平縫機的速度測量的精度要求較高，本文針對高速工業(yè)平縫機提出的速度測量方法，經(jīng)過實踐檢驗，證明了該方法的正確性和準(zhǔn)確性，能夠保證速度測量誤差小于O．5％，滿足系統(tǒng)控制律的需要。