[发明专利]一种基于中值平均滤波的数字测速方法

说明书

本发明属于数字测速技术，具体涉及一种基于中值平均滤波原理的由位移解算速度反馈值的数字测速方法。本发明基于中值平均滤波的数字测速方法先选取采样点个数N₀，确定基于中值平均滤波的数字测速方案，对该测速方案进行数学仿真测试，验证其信号特性和相位裕度特性是否同时满足需求；再对连接绝对位移传感器的电机进行实物测试，验证电机速度反馈信号特性和控制回路的相位裕度特性是否同时满足需求。本发明方法弥补了传统方法在初始运行阶段的不足，减小了解算误差，降低了引入的相位滞后，改善了在初始加速阶段的控制特性，适用于所有需要用线位移或角位移测量值解算出对应速度的应用场景，具有较大实际工程应用价值。

技术领域

本发明属于数字测速技术，具体涉及一种基于中值平均滤波原理的由位移解算速度反馈值的数字测速方法。

背景技术

传统数字测速一般采用T法测速、M法测速以及M/T法测速，由于上述方法均适用于增量式位移传感器，而在位移测量时，如选用绝对位移传感器，则需要进一步转换为增量位移。如果绝对位移传感器内信号噪声较大时，所转换的增量位移误差较大，难以满足测量精度要求。

为此解决信号噪声较大问题，引入中值平均滤波算法进行噪声去除，但是采用传统中值平均数字滤波测速算法解算出的速度误差较大，引入速度反馈量的相位滞后较大，进而导致算法的相位裕度降低。因而，初始加速阶段控制量较大，控制效果差。

发明内容

发明目的：提供一种测量精度高、启动阶段控制特性好的基于中值平均滤波的数字测速方法。

技术方案：

有益效果：本发明提出基于中值平均滤波原理的由位移解算速度反馈值的数字测速方法，弥补了传统方法在初始运行阶段的不足，减小了解算误差，降低了算法引入的相位滞后，改善了在初始加速阶段的控制特性，适用于所有需要用线位移或角位移测量值解算出对应速度的应用场景，具有较大实际工程应用价值。

附图说明

图1是本发明基于中值平均滤波的数字测速方法流程图；

图2是基于中值平均滤波的数字测速方案实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

某实施例中，本发明基于中值平均滤波的数字测速方法测量的是电机转速，绝对位移传感器设置在电机输出轴，其利用绝对位移数据解算得到转速信息，结果可以作为速度的反馈信号，从而实现对电机的控制。

请参阅图1，实际测量时，本发明基于中值平均滤波的数字测速方法先选取采样点个数N₀，N₀取8，确定基于中值平均滤波的数字测速方案，对该测速方案进行数学仿真测试，验证其信号特性和相位裕度特性是否满足需求；再对连接绝对位移传感器的电机进行实物测试，验证电机速度反馈信号特性和控制回路的相位裕度特性是否满足需求。

请参阅图2，所述基于中值平均滤波的数字测速算法的具体过程如下：

(1)根据位移测量传感器输出信号的信噪特性和速度环控制所需相位裕度初步选取采样点个数N₀(N₀≥5)；

(2)当前有效采样点个数N2N₀时，解算的速度反馈值为0；

(3)当前有效采样点个数2N4时，按照实际绝对位移数据差值除以实际采样时间的方法求取平均值的方法解算速度反馈值；

其中，V为速度，T为采样周期，ΔS_i为绝对位移数据差值，i为1到N-1；