基于單片機與旋轉編碼器的閉環線速度控制系統

　O 引言

　　在電纜生產線上，通常需要檢測電纜的走線速度，用來控制收線電機的轉速和計算線纜的長度。成纜工藝參數的穩定，直接關系到

　　該項目中，采用的旋轉編碼器的型號是TRDJ1000系列，旋轉一周輸出1 000個脈沖。因此，根據在一定時間內檢測到的脈沖數，就可以計算出電纜的走線速度。實際應用中，將其與一加工精度極高、周長為500 mm的旋轉編碼器測量主動輪與旋轉編碼器同軸安裝，主動輪與電纜接觸。在電纜生產運動過程中，依靠摩擦力拉動測量輪旋轉，這樣就把電纜的直線位移(長度)轉化為旋轉編碼器的脈沖數字信號輸出。

　　設旋轉編碼器每旋轉一周，其計數脈沖個數為NP(脈沖個數/轉)，則旋轉編碼器角分辨率(單位：(°)/個)為：

　　P=360/NP

　　假定固定在旋轉編碼器轉軸上的主動導向輪半徑為r m，則旋轉編碼器位移分辨率(單位：m/個)為：

　　Ps=27πr/NP

　　這時，若計數脈沖個數為N(個)，則由旋轉編碼器測量的位移量S(單位：m)為：

　　S=Ps·N

　　線纜走線速度V(單位：m/s)為：

　　V=S/T

　　式中：T為接收N個脈沖所用的時間(單位：s)。

　　2 硬件電路設計原理

　　該檢測電路以AT89C51單片機為控制核心，如圖2所示，旋轉編碼器輸出的脈沖，經過電平轉換，變成O～5 V的TTL電平脈沖，送到AT89 C51單片機的外部中斷INT0端。每收到一個脈沖，單片機中斷一次，同時計數脈沖存儲器加1，與標準脈沖值比較后，單片機的P0口輸出給定值數字量，再經過D/A轉換變成給定值模擬量，送給收線電機調速器，控制電機轉速。這里的D/A轉換芯片采用8位數據輸入，四路模擬量輸出的TLC7226IDW。如果需要提高電機轉速控制精度，可以選用其他10位、12位數據輸入的D/A轉換芯片。

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