[实用新型]一种伺服电机低速运行时的测速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种伺服电机的测速方法及测速装置，具体说是一种伺服电机低速运行时的速度测量方法及装置。

背景技术

伺服电机低速运行情况是伺服驱动器性能指标之一，低速时电机的速度数据是衡量伺服驱动器性能的重要信息。低速时伺服电机的速度波动大，噪声信号相对于有效信息比例大；目前的测速装置是通过检测电机轴上安装的编码器脉冲信号来获取电机的速度数据，这种方法没有独立于伺服电机，容易对测试对象造成干扰，或者受到测试对象的干扰；并且目前的测试装置没有针对伺服电机的低速数据进行处理，不利于分析伺服电机的低速运行性能。

现有的电机测速装置在测量伺服低速性能时有以下缺点：不能独立于测试对象；没有对电机速度信息进行针对低速特性的处理；无法直观方便地分析伺服电机低速运行性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种伺服电机低速运行时的测速装置，能够独立、有效、方便地分析伺服电机的低速性能。对伺服电机的驱动装置伺服驱动器的PG（Pulse Generator）分频脉冲进行检测，避免了测速装置与测试对象的相互影响；数字信号处理器中计算出电机速度后，采用针对低速特性的处理方法对速度数据进行筛选，选择出有效的信息；采样多组数据，计算多组速度最大值、最小值、平均值、速度波动并求取平均；通过上位机软件实现实时绘图、读取速度性能指标功能，直观显示电机运行情况，方便分析。

本实用新型一种伺服电机低速运行时的测速装置，包括：脉冲滤波器、可编程逻辑控制器、数字信号处理器、存储器，其特征是：

所述脉冲滤波器的脉冲接口与伺服驱动器的PG分频接口连接，PG分频脉冲独立反映电机的位置和转速信息；

脉冲滤波器接收输入脉冲后，首先对其进行施密特整形，去除脉冲传输过程中发生的信号畸变；对整形后的脉冲进行低通滤波，滤除高频干扰信号；滤波后由于信号沿比较平缓，因此再次对滤波后的信号进行施密特整形；经过整形、滤波、再整形后得到理想的脉冲输入信号，同时保持处理后的信号波形与伺服驱动输入信号波形电平极性保持一致。

可编程逻辑控制器接收经过滤波器处理的脉冲输入信号，通过内部的寄存器、锁存器、计数器及逻辑单元判断方向并对脉冲数和时间进行计数。

数字信号处理器包括速度计算单元、数据处理单元、通讯单元。数字信号处理器通过数据总线和地址总线与可编程逻辑控制器相连，从可编程逻辑控制器中读取脉冲计数值和时间计数值，计算速度并做数据筛选、处理；数字信号处理器通过数据总线和地址总线将测试的速度数据存储在存储器中，通过存储器存储批量数据。

本实用新型装置使用前，将上位机软件通过串口与数字信号处理器的通讯单元连接，根据不同的上位机操作获取伺服电机不同的速度信息并显示。所述的上位机软件与数字信号处理器通讯的协议采用Modbus协议，通过发送不同的命令，获取上位机所需要的信息并显示。

使用本实用新型伺服电机低速运行时的测速装置测速的方法，具体步骤如下：

    步骤A1：用上位机软件通过串口通讯设置测量参数：数据传输速率、校验方式、每组数据采样次数、采样间隔时间、采样数据组数、电机每转脉冲数，转速测量分辨率；然后，通过上位机软件发出测速指令；

步骤A2：用脉冲滤波器对伺服驱动器的PG分频正交脉冲进行施密特整形，整形后采用低通滤波滤除高频信号，再对滤波之后的正交脉冲进行施密特整形；

    步骤A3：用可编程逻辑控制器对经过滤波整形处理的正交脉冲信号进行倍频计数，得到脉冲计数信息；同时对时间进行计数得到时间计数信息；

步骤A4：用数字信号处理器定时从可编程逻辑控制器中读取脉冲计数值和时间计数值，采用M/T法计算电机转速，存储在数字信号处理器的外部存储器中； 

步骤A5：测速完成后，数字信号处理器对测量数据进行处理，求取最大值、最小值、转速波动、平均值；

步骤A6：上位机软件通过串口通讯读取相关转速信息，并绘出对应的转速图形。

所述的数字信号处理器对测量数据处理，过程如下所述：

采集多组数据，每组数据采集多个数据点进行分析；

平均速度：全部速度累加除以次数；

速度数据包含第一高速、第二高速、第三高速、第一低速、第二低速、第三低速；