高速工业平缝机转速测量方法研究

相对精度为：

显然，要提高转速相对测量精度可以采用较大的采样周期Ts，或者较高的位置分辨率，并且与电机的转速n成反比。本系统的调速范围为300～8 000 r／min，系统控制律设计的采样周期Ts，为5ms，可以计算得到各种转速时的测量精度，见表1。

表l中的数据表明，脉冲计数法在高转速范围内精度较高。该方法适用于电机高速运行中。
2．2 脉冲周期测量法的精度分析
脉冲周期法由处理器的时钟计数，计数脉冲m与时钟频率f0、位置分辨率N0相关，当计数脉冲由m变化到m+1时，根据式(2)脉冲测量法的误差为：

得到相对速度精度为：

当微处理器时钟为，f0=12 MHz，根据式(6)计算可以得到各种转速时的测量精度见表2。

通过表2可以知道，脉冲周期法的测量方法在电机低速范围内测量精度较高，在高速情况下精度较差。同时，在实际应用中，采用脉冲周期测量法时，是通过光电编码器的输出脉冲引起处理器中断，如果在高速阶段使用该方法，会导致处理器频繁中断，大量耗费处理器时间。

3 高速工业平缝机转速测量方法
根据以上的精度分析，脉冲计数法用于高速范围，而脉冲周期法适用于低速范围。对于转速范围较大的调速系统，采用以上的任一测速方法，都难以保全在全调速范围内有较高的测速精度，只有将两种方法组合才能得到较理想的结果。
3．1 转速的组合测量方法
将No=720代入式(4)，式(6)，做出图1的“精度／转速(S／n)”曲线，图中S代表精度，用百分数表示，n代表转速。图中两条曲线的交点为S0=0．407 4，转速为n0=4 091 r／min。

这表示当n>n0，采用的脉冲计数法测速精度可以高于O．407 4％；而当nn0时，采用脉冲周期法时测速精度也能高于O．407 4％。
所谓组合测速法即是当转速大于n0时使用脉冲计算法，而当速度小于n0时使用脉冲周期法，保证整个转速范围内测试精度高于S0。
3．2 测量方法的切换
采用组合测量的方法需要在图1的两条曲线的交点处对速度测量进行切换，但是在实际的编程过程中，考虑到在某些情况下，转速可能会在n0处反复切换，这样会导致测量方法频繁切换，影响测量精度。因此在实际的编程过程中，采用的方式是设置了一个速度测量切换区域。
切换区域可以这样设置，n2n0n1。根据需要，测量的精度必须小于0．5％，根据式(4)，计算在n2=3 600 r／min时，测量误差为O．462 9％；根据式(6)，在n1=4 400 r／min时，测量的误差为0．438 0％。因此实际的编程中，速度测量的切换是当转速从低速上升到4 400 r／min时，测速方法转换为脉冲计数法，而当转速从高速下降到3 600 r／min时转换到脉冲周期法。这时全范围的测速精度高于O．5％。

4 结 语
由于需要精确的停针控制，对高速工业平缝机的速度测量的精度要求较高，本文针对高速工业平缝机提出的速度测量方法，经过实践检验，证明了该方法的正确性和准确性，能够保证速度测量误差小于O．5％，满足系统控制律的需要。