高速工業平縫機轉速測量方法研究

相對精度為：

顯然，要提高轉速相對測量精度可以采用較大的采樣周期Ts，或者較高的位置分辨率，并且與電機的轉速n成反比。本系統的調速范圍為300～8 000 r／min，系統控制律設計的采樣周期Ts，為5ms，可以計算得到各種轉速時的測量精度，見表1。

表l中的數據表明，脈沖計數法在高轉速范圍內精度較高。該方法適用于電機高速運行中。
2．2 脈沖周期測量法的精度分析
脈沖周期法由處理器的時鐘計數，計數脈沖m與時鐘頻率f0、位置分辨率N0相關，當計數脈沖由m變化到m+1時，根據式(2)脈沖測量法的誤差為：

得到相對速度精度為：

當微處理器時鐘為，f0=12 MHz，根據式(6)計算可以得到各種轉速時的測量精度見表2。

通過表2可以知道，脈沖周期法的測量方法在電機低速范圍內測量精度較高，在高速情況下精度較差。同時，在實際應用中，采用脈沖周期測量法時，是通過光電編碼器的輸出脈沖引起處理器中斷，如果在高速階段使用該方法，會導致處理器頻繁中斷，大量耗費處理器時間。

3 高速工業平縫機轉速測量方法
根據以上的精度分析，脈沖計數法用于高速范圍，而脈沖周期法適用于低速范圍。對于轉速范圍較大的調速系統，采用以上的任一測速方法，都難以保全在全調速范圍內有較高的測速精度，只有將兩種方法組合才能得到較理想的結果。
3．1 轉速的組合測量方法
將No=720代入式(4)，式(6)，做出圖1的“精度／轉速(S／n)”曲線，圖中S代表精度，用百分數表示，n代表轉速。圖中兩條曲線的交點為S0=0．407 4，轉速為n0=4 091 r／min。

這表示當n>n0，采用的脈沖計數法測速精度可以高于O．407 4％；而當nn0時，采用脈沖周期法時測速精度也能高于O．407 4％。
所謂組合測速法即是當轉速大于n0時使用脈沖計算法，而當速度小于n0時使用脈沖周期法，保證整個轉速范圍內測試精度高于S0。
3．2 測量方法的切換
采用組合測量的方法需要在圖1的兩條曲線的交點處對速度測量進行切換，但是在實際的編程過程中，考慮到在某些情況下，轉速可能會在n0處反復切換，這樣會導致測量方法頻繁切換，影響測量精度。因此在實際的編程過程中，采用的方式是設置了一個速度測量切換區域。
切換區域可以這樣設置，n2n0n1。根據需要，測量的精度必須小于0．5％，根據式(4)，計算在n2=3 600 r／min時，測量誤差為O．462 9％；根據式(6)，在n1=4 400 r／min時，測量的誤差為0．438 0％。因此實際的編程中，速度測量的切換是當轉速從低速上升到4 400 r／min時，測速方法轉換為脈沖計數法，而當轉速從高速下降到3 600 r／min時轉換到脈沖周期法。這時全范圍的測速精度高于O．5％。

4 結 語
由于需要精確的停針控制，對高速工業平縫機的速度測量的精度要求較高，本文針對高速工業平縫機提出的速度測量方法，經過實踐檢驗，證明了該方法的正確性和準確性，能夠保證速度測量誤差小于O．5％，滿足系統控制律的需要。