第五 直流调速系统的数字控制、可逆调速系统.ppt

第五章 直流调速系统的数字控制、可逆调速系统 5.1 直流调速系统的数字控制 旋转编码器 光电式旋转编码器是检测转速或转角的元件，旋转编码器与电动机相连，当电动机转动时，带动编码器旋转，产生转速或转角信号。 旋转编码器可分为绝对式和增量式两种。 绝对式编码器常用于检测转角。 增量式编码器在码盘上均匀地刻制一定数量的光栅，在接收装置的输出端便得到频率与转速成正比的方波脉冲序列，从而可以计算转速。 增加一对发光与接收装置，使两对发光与接收装置错开光栅节距的1/4。 正转时A相超前B相；反转时B相超前A相。 采用简单的鉴相电路可以分辨出转向。 2．数字测速方法的精度指标 （1）分辨率 当被测转速由n1变为n2时，引起记数值增量为1，则该测速方法的分辨率是 （5-75） 分辨率Q越小，说明测速装置对转速变化的检测越敏感，从而测速的精度也越高。 （2）测速误差率 转速实际值和测量值之差与实际值之比定义为测速误差率，记作 （5-76） 测速误差率反映了测速方法的准确性，δ越小，准确度越高。 3．M法测速 记取一个采样周期内旋转编码器发出的脉冲个数来算出转速的方法称为M法测速，又称频率法测速。 (5-77) 式中: n??转速，单位为r/min； M1??时间Tc内的脉冲个数； z??旋转编码器每转输出的脉冲个数; Tc??采样周期，单位为s。 由系统的定时器按采样周期的时间定期地发出一个采样脉冲信号， 计数器记录下在两个采样脉冲信号之间的旋转编码器的脉冲个数。 M法测速分辨率为 （5-78） M法测速的分辨率与实际转速的大小无关。 M法的测速误差率的最大值为 （5-79） δmax与M1成反比。转速愈低，M1愈小，误差率愈大。 T法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速，又被称为周期法测速。 与M法测速不同的是， T法测速所计的是计算机发出的高频时钟脉冲的个数，以旋转编码器输出的相邻两个脉冲的同样变化沿作为计数器的起始点和终止点。 准确的测速时间是用所得的高频时钟脉冲个数M2计算出来的，即 ， 电动机转速为 （5-80） T法测速的分辨率定义为时钟脉冲个数由M2变成(M2-1)时转速的变化量， （5-81） 综合式（2-80）和式（2-81），可得 (5-82) T法测速的分辨率与转速高低有关，转速越低，Q值越小，分辨能力越强。 T法测速误差率的最大值为 （2-83） 低速时，编码器相邻脉冲间隔时间长，测得的高频时钟脉冲M2个数多，误差率小，测速精度高。 T法测速更适用于低速段。 综合M法和T法测速的特点，产生了M/T测速法，它无论在高速还是在低速时都具有较高的分辨能力和检测精度。 被测的转速为：