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引言

　　隨著伺服控制系統對其運動動態特性要求的不斷提高，對系統的調速精度、調速范圍和改善低速平穩性等方面的要求也相應地提高。測速裝置是速度閉環控制系統中的關鍵部分，對數字式脈沖光電編碼器來講，常用的數字測速方法有三種，即m法測速、t法測速和m/t法測速，其中，m法測速是根據在規定時間間隔內測速裝置產生的轉速脈沖數來確定轉速，即測量頻率。當電機轉速較低時，規定時間內轉速脈沖的數量很少，檢測精度降低，因此，這種測量方法適用于高速。t法是通過記取傳感器產生的相鄰兩個脈沖之間的時間間隔來來計算電機轉速，即測量周期。當電機處于高速運轉時，相鄰兩個脈沖之間的時間間隔極短，檢測精度也會降低，所以這種方法適用于低速。m/t法兼有m法和t法的優點，不論高速還是低速。但是m/t法的實現至少需要一個定時器，2個計數器，而且要對定時周期后的第一個脈沖沿進行捕捉，軟硬件開銷比較大，并且引入中斷，如果程序中斷資源有限，中斷使用太多，還將影響程序的正常運行。本文針對以往測速方法的不足，提出了一種變m變p法測速，是對以往t法測速的改進。

變m變p法的測量原理

　　如圖1所示，其中m為軟件周期內得到的轉速脈沖數，p為對系統時鐘的分頻。由圖可以看出，在低速的時候，每2個轉速脈沖之間的計時脈沖數較多，根據m法測速的原理可知，固定周期內，計數脈沖個數越多計算出來的轉速就越精確，但是由于dsp微控制器內部的計數寄存器字節總是有限的，如16位只允許最大計數65536，如果達到低速〔如1r/min〕將遠遠超過這個最大數，測量結果將不再準確，特別對于分辨率低的光電編碼器，若要使低速的轉速測量準確，就要選擇適當小的m并把分頻倍數p取大；但是在高速的時候，相鄰轉速脈沖之間，計時脈沖數很少，對于高分辨率的光電編碼器，可能在相鄰的轉速脈沖之間只捕捉到一個計時脈沖或沒有，這樣將引起轉速測量的誤差極大，甚至無法測量，此時為了得到固定周期內足夠多的計時脈沖的計數個數，就要選擇足夠大的m并把分頻倍數p取小，甚至不分頻。

　　從以上分析可知，在低速和高速要測量到精確的轉速所需選取的m和p是互相矛盾的，所以為了得到全速范圍的高精度測量轉速，就必須在低速和高速過渡的過程中，改變m和分頻倍數p以適應各個轉速斷的測量精度要求，以使伺服系統在保證精度的條件下能夠獲得寬的調速范圍，這就是所謂的變m變p法，同時適用于不同分辨率的光電編碼器。

　　其計算公式如下：

　　其中，v（k）為k時刻電機的瞬時轉速，x為設置的單位轉速脈沖數的位移，delta（t）即為轉過x位移所花費的時間；m為軟件周期內得到的轉速脈沖數，f為光電編碼器的分辨率，n為計時脈沖的計數個數，p為對系統時鐘的分頻倍數，tsysoutclk為cpu微控制器的系統時鐘周期。