专利名称：一种能判断转速方向的电机测速方法
技术领域：
本发明涉及一种电机测速方法，尤其是涉及一种能判断转速方向的电机测速方法，属于机电一体化技术领域。
背景技术：
在电机转速测量中，很多情况下，要求判断电机的转速方向，以明确当前电机的运行状态，如随动跟踪系统根据转速和方向计算位置、数控机床上用作位置检测等等。目前已有技术是采用增量型编码器实现，给出两路方波信号，定义为通道A和通道B，两个通道间的相位差90度，从其中一个通道的方波信号读出转速信息，根据两个通道的方波信号的顺序关系(即相位差)来判断转速方向。该方法存在问题是能够正确的获取转速和转速方向，但是该方法需要接入两路信号的采样计算，算法复杂。本发明，只需要一路信号，通过编码的码值的排列次序来判断方向，通过计入脉冲数来计算转速，减少了一路信号的输入，节省设备的硬件成本，算法实现简单。技术方案
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种能判断转速方向的电机测速方法。为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案 一种能判断转速方向的电机测速方法，包括以下步骤
编码盘旋转一周，可以测得三个 &，记为Ai1、Δ 2、ΔΙ3 , Μ为两个上升沿之间的时间差；
求出三个时间差叫、Δ 2、Δ&中的最小值Δ^ , Aimin =Jrm(Ai11Al2iAi3)；
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求出三个时间差与最小值的比值，TT1"、、f，其中计算用浮点数，比值结果取与之相近的整数值，得到比值的排列顺序& 织=^^'Τ^'ΤΓ^ ；
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根据编码盘的编码规则，求出正向旋转时间段值与最小值比值排列顺序组合，记为 Clockwize_Set ；
求出反向旋转的时间段值和最小值比值排列顺序组合，记为Coimterjnockwize_
Set ；
如果紐―^ Clxtmm — Set，则当前为正向运行；否则 Range € Counter _ Clockwize _ Set，当前为反向运行。编码盘上小磁铁块的位置对应于编码的形式。所述小磁铁块至少为三个。所述小磁铁块在编码盘的同一同心圆上。所述小磁铁块相互之间的角度，取值不同。
本发明的有益效果在于，通过编码的码值的排列次序来判断方向，通过计入脉冲数来计算转速，减少了一路信号的输入，节省设备的硬件成本，算法实现简单。
图1是组件的连接关系图。图2是光传感器法脉冲编码器侧视图。图3是光传感器法脉冲编码器立体图。图4是编码盘上小磁铁块/孔的位置图。图5是一个旋转周期的产生脉冲图。图6典型的旋转过程测得的时间段图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步描述。一、脉冲编码器
脉冲编码器由转速编码盘、脉冲读入模块组成。转速编码盘，用于产生编码脉冲，脉冲产生采用接近开关法(该方法市面上有成熟的产品可用)，即在圆盘上镶嵌接近开关的小磁铁块，接近开关的磁电传感器就是图中所标注的脉冲读入模块，其原理物理磁阻效应，对应的信号传输缆是屏蔽电缆，电缆作为小信号接入解码器的输入端，安装如图2和图3所示。 当小磁铁接近磁电传感器时，感应出电信号，而产生脉冲波形。编码盘上小磁铁块的位置对应于编码的形式，本发明的编码盘如图4所示，本发明中采用三个小磁铁块来实现，至少需要三个小磁铁，才能实现编码。图中三个小磁铁块位置要求在编码盘的同一同心圆上，以与脉冲读入模块在空间位置上能准确对上；小磁铁块相互之间的角度，由编码规则决定，相互之间的角度，取值要不同，以示区分。本发明采用最简单的角度取值，即小磁铁块1与小磁铁块2之间为60° ； 小磁铁块2与小磁铁块3之间120° ；小磁铁块3与小磁铁块1之间为180°，如图4所示。如此一个旋转周期的产生脉冲如图5所示。二、信号传输缆
信号传输缆，用于将脉冲信号从脉冲编码器传输到解码器，本发明采用屏蔽电缆传输。三、解码器
解码器，作用是根据将编码盘上传的脉冲编码，转换成相应的转速的速度值、方向值。 解码器可以数字信号处理器(DSP)实现，判断规则如下。1)脉冲测量
将脉冲输入接入到DSP的用作脉冲输入的GPIO端口，定义GPIO端口为上升沿边沿触发，记录两个上升沿之间的时间差(ΔΙ，单位秒)，用于脉冲测量。旋转一周，可以测得三个ΔΙ ,记为叫、Δ 2、Δ 3 ,其中一次典型的测得时间段得值如图6所示。从DSP的GPIO端口读出时间差(Δ )。
2)转速方向判断
对获取的时间差进行计数，每3个时间差，做一次转速方向判断。求出三个时间段值Al1、Δ 2、Δ6中的最小值Aimil，Δ‘ =腿(叫为2，仏)。求出三个时间段值与最小值的比值，昏、会、}，其中计算用浮点数，比
值结果取与之相近的整数值，得到比值的排列顺序
权利要求
1.一种能判断转速方向的电机测速方法，其特征在于，包括以下步骤编码盘旋转一周，可以测得三个 ΔΙ，记为Ai1、Δ&、Δ 3，Μ为两个上升沿之间的时间差；求出三个时间差M1、Δ“、Δ&中的最小值ΔΙ. , Aimkl =Ijm(Ml^t2Mh)； 求出三个时间差与最小值的比值，昏、会、合，其中计算用浮点数，比值结果MSlMkiStSiΔ Α At取与之相近的整数值，得到比值的排列顺序= {—^-,―；miriTrimmin.根据编码盘的编码规则，求出正向旋转时间段值与最小值比值排列顺序组合，记为 Clockwize_Set ；求出反向旋转的时间段值和最小值比值排列顺序组合，记为Coimterjnockwize_Set ；如果 Range已Chckwize— Ski , 则当前为正向运行；否则 Sangs e Counter _Clockwize _ Set ,当前为反向运^^。
2.根据权利要求1所述的一种能判断转速方向的电机测速方法，其特征在于，编码盘上小磁铁块的位置对应于编码的形式。
3.根据权利要求2所述的一种能判断转速方向的电机测速方法，其特征在于，所述小磁铁块至少为三个。
4.根据权利要求3所述的一种能判断转速方向的电机测速方法，其特征在于，所述小磁铁块在编码盘的同一同心圆上。
5.根据权利要求4所述的一种能判断转速方向的电机测速方法，其特征在于，所述小磁铁块相互之间的角度，取值不同。
全文摘要
一种能判断转速方向的电机测速方法，根据编码盘的编码规则，求出正向旋转时间段值与最小值比值排列顺序组合，记为Clockwize_Set；求出反向旋转的时间段值和最小值比值排列顺序组合，记为Counter_Clockwize_Set；如果，则当前为正向运行；否则，当前为反向运行。本发明的有益效果在于，通过编码的码值的排列次序来判断方向，通过计入脉冲数来计算转速，减少了一路信号的输入，节省设备的硬件成本，算法实现简单。
文档编号G01P3/66GK102331509SQ201110159500
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者于跃海, 孙军, 施玉祥, 沈鼎申 申请人:国网电力科学研究院