[发明专利]伺服电机测速系统及方法

权利要求书

1.一种伺服电机测速系统，其特征在于：包括编码器计数模块、转速判断模块、第一测速模块、第二测速模块，其中：所述编码器计数模块，用于计数安装在电机的编码器的输出脉冲；所述转速判断模块，用于根据编码器的输出脉冲计算电机转速，并判断电机转速是否大于或等于第一阈值；所述第一测速模块，用于在电机转速大于或等于第一阈值时采用M/T法测速，并将测速结果作为速度反馈输出；所述第二测速模块在电机转速小于第一阈值时执行，并包括第一单元、第二单元；所述第一单元在电机转速大于或等于第二阈值时使用T法测速并将测速结果作为速度反馈输出，所述第二阈值小于第一阈值；所述第二单元，用于在电机转速小于第二阈值时根据前N个采样周期的速度预测当前采样周期的速度，并将预测的当前采样周期的速度作为速度反馈输出，其中所述N为大于3的整数。 

2.根据权利要求1所述的伺服电机测速系统，其特征在于：所述第二单元包括第一转差收集子单元、第一转差计算子单元以及第一反馈输出子单元，其中：所述第一转差收集子单元，用于根据前N个连续的采样周期的速度计算该前N个连续的采样周期的转速差；所述第一转差计算子单元，用于计算前N个连续的采样周期的转速差的加速度并根据该加速度及前一采样周期的转速差计算当前采样周期的转速差；所述第一反馈输出子单元，用于使用当前采样周期的转速差及前一采样周期的速度计算当前采样周期的速度，并将该当前采样周期的速度作为速度反馈输出；所述第一转差收集子单元从第一单元或第一反馈输出子单元获得前N个连续的采样周期的速度。

3.根据权利要求1所述的伺服电机测速系统，其特征在于：所述第二单元包括第二转差收集子单元、第二转差计算子单元以及第二反馈输出子单元，其中：所述第二转差收集子单元，用于根据前5个连续的采样周期的速度计算该前5个连续的采样周期的转速差DV0 、 DV1 、DV2 、DV3 、DV4；所述第二转差计算子单元，用于根据前5个连续的采样周期的转速差DV0 、 DV1 、DV2 、DV3 、DV4计算当前采样周期的转速差DltV：DltV = (DV0 + 2*DV1 + 3*DV2 + 4*DV3 + 5*DV4)/15；所述第二反馈输出子单元，用于使用当前采样周期的转速差及前一采样周期的速度计算当前采样周期的速度，并将计算获得速度作为速度反馈输出；所述第二转差收集子单元从第一单元或第二反馈输出子单元获得前N个连续的采样周期的速度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的伺服电机测速系统，其特征在于：所述转速判断模块通过以下公式计算电机当前转速：V = (DltP * 60)/(T * 编码器线数），其中T为一个采样周期的时间，DltP为当前采样周期中所采集到的编码器输出脉冲变化值；所述第二测速模块还包括第三单元，用于在连续M个采样周期内都未接收到来自编码器的输出脉冲时将零速作为速度反馈输出，所述M为大于5的整数。

5.根据权利要求1所述的伺服电机测速系统，其特征在于：所述测速系统还包括滞环处理模块，用于在第一测速模块切换到第一单元或第一单元切换到第一测速模块时采用滞环方式切换。

6.一种伺服电机测速方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）通过计数安装在电机的编码器的输出脉冲计算电机转速，并在所述转速大于或等于第一阈值时执行步骤（b），否则执行步骤（c）；

（b）采用M/T法测速并将测速结果作为速度反馈输出；

（c）判断所述电机转速是否小于第二阈值，并在所述电机转速小于第二阈值时执行步骤（d），否则使用T法测速并将测速结果作为速度反馈输出，所述第二阈值小于第一阈值；

（d）根据前N个采样周期的速度预测当前采样周期的速度，并将预测的当前采样周期的速度作为速度反馈输出，其中所述N为大于3的整数。 

7.根据权利要求6所述的伺服电机测速方法，其特征在于：所述步骤（d）包括：

（d1）根据前N个连续的采样周期的速度计算该前N个连续的采样周期的转速差，所述前N个连续的采样周期的速度从步骤（c）或步骤（d3）获得；

（d2）计算前N个连续的采样周期的转速差的加速度并根据该加速度及前一采样周期的转速差计算当前采样周期的转速差；

（d3）使用当前采样周期的转速差及前一采样周期的速度计算当前采样周期的速度，并将该当前采样周期的速度作为速度反馈输出。