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从伺服工作的基本原理来解析编码器信号处理的过程 点击:7635 | 回复:248



刘志斌

    
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楼主

 

 

 

 

 

、上面的是征提供的欧系某款驱动器的编码器信号处理框图;

 

、我从伺服工作的基本原理来解析编码器信号处理的过程:

 

引用 东山脚下-骑士军团 的回复内容:这就是典型的闭环控制系统的基本原理


1、这就是典型的闭环控制系统的基本原理 ;

2、通常我们说编码器的刻线数,是指一条刻线的刻线数,例如说,这个编码器的刻线数是1024;

3、那我们会马上意识到,这个编码器的解析度最大就是1024×4=4096;

4、我们还会知道,这个编码器周反馈脉冲数有三种可以由用户选用1024、2048、4096;

5、这个图中有两个计数器,一个是编码器反馈脉冲的计数器,也是伺服当前实际位置的计数器,即图中Free-running position counter,他的读数就是伺服当前的实际位置;

6、另一个计数器就是最右边的N0.of signal period,这个计数器就是指令脉冲计数器,用户输入的指令脉冲数就储存在这个计数器中,伺服运行中,它的读数就是距离目标控制位置或者简单说距离终点的指令脉冲数;

7、这两个计数器的读数是互补的,就是说他们的读数的和,等于伺服运行全程的指令脉冲数;

8、这个典型的闭环控制系统中,还有一个非常重要的乘法器multiplication by hardware ;

9、乘数x 2^n,,它的倒数I/2^n就是我们平时说的电子齿轮比;

10、它是联系两个计数器的纽带,就是人民币与美元的换算率;

11、编码器周反馈脉冲数×2^n=周指令脉冲数

      电子齿轮比=1/2^n=编码器周反馈脉冲数/周指令脉冲数

12、伺服的一个控制过程,就是当前位置反馈脉冲计数器的读数,由零到终点位置的读数;

13、伺服的一个控制过程,就是目标位置指令脉冲计数器的读数,由起点指令脉冲数到终点位置的零读数;

14、关于 Fine resolution 高分辨率高解析度脉冲数,它是1个n位数,等于n-1、n-2、…、0;

15、这个n位数的脉冲数等于指令脉冲数÷2^n的余数,例如

1)周指令脉冲数65536;

2)编码器周脉冲数=4096;

3)2^n=16,即 周指令脉冲数65536=编码器周脉冲数4096×2^n

4)指令脉冲数=65536λ

5)Fine resolution脉冲数=65536λ÷16的余数,是1~15个,n=4;

14、关于 Fine resolution 高分辨率高解析度脉冲数,它是1个n位数,等于n-1、n-2、…、0;

15、这个n位数的脉冲数等于指令脉冲数÷2^n的余数,例如

1)周指令脉冲数65536;

2)编码器周脉冲数=1024;

3)2^n=64,即 周指令脉冲数65536=编码器周脉冲数1024×64

4)指令脉冲数=65536λ

5)Fine resolution脉冲数=65536λ÷64的余数,是1~63个,n=6;

16、征说“Fine resolution 部分: 对4倍频的光电编码器而言,这个位域占用两位”,是不懂装懂,压根就不知道是怎么回事!

17、征说“2~31的数值是由计数器对倍频的信号自动累加得来的,这一部分表示电机转过的线数。对1024线编码器, 计数范围最大为  2^30/1024 = 1048576 圈”;

18、这个计算用1024就是错误的,应该用4096×16=65536,去除2~31的数值,即

     2^30/65536 = …… 圈;

19、就这个伺服位置闭环图,征从前到后,犯了多少错?表现出对控制原理完全不懂,表现出数量关系不清楚,征得表述就是胡说八道!

 

 

、同时转征对该图的解析如下:

 

还是费点功夫简单讲解一下, 以光电编码器为例:

1 左侧的 1 2

    表示的1 signal period , 表示的是光电编码器的一线输出的AB信号。光电编码器有多少线, 其旋转一周就输出多少个这样的脉冲。这个信号是随着电机转动连续输出的,在一个时刻看AB波形,你不知道电机转在哪个位置上, 只有AB信号的电平情况。

2multiplication by hardware

    图中的x2n 实际上是错的, 应该是x 2^n, 这属于手册的编写错误

    表示的是硬件对AB信号进行倍频, 即细分。对光电编码器就是4倍频, n = 2

    光电编码器的AB一个周期即1 signal period 经硬件4倍频后得到4个脉冲,四倍频就是对AB脉冲进行边沿检测。

3)中间的1 2

    表示1 signal period 四倍频后得到的信号

4Free-running position counter

    表示的是位置计数器

    这个位置计数器是由硬件来实现的, 由硬件根据3)中的脉冲序列来进行加减计数的。

 

    计数方向即 加计数或减计数是由 AB信号的先后顺序决定的。不清楚的可以去百度搜搜, 就清楚了

 

5 P0410.1

        是配置参数, 是否需要对计数器进行取负, 载调试时根据需要选择是否启用。

6 最右侧32位的计数值部分

        4)中的计数器对4倍频后的脉冲计数,一个脉冲一个脉冲进行记录,

    Fine resolution 部分: 4倍频的光电编码器而言,这个位域占用两位

    

    实际的计数过程如下:

        电机转动时,1)中的信号高低高低的连续变化, 2)硬件4倍频后, 得到一系列的边沿检测后输出(即硬件4倍频)的脉冲信号3),这些脉冲由4)的计数器自动从最低位加减计数。最后得到一个计数值。

    如果对这个计数值分析, 2位表示细分的信号, 2~31位表示的编码器的原始信号。

    

    但请注意一点, 2~31的数值是由计数器对倍频的信号自动累加得来的,这一部分表示电机转过的线数。

 

    1024线编码器, 计数范围最大为 2^30/1024 = 1048576 圈,如果电机以3000rpm转动, 保证电机转动1048576/3000 = 349.52533333333333333333333333333 分钟, 即大于这么长的时间后计数器翻转, 自动从0开始计数

    在位置控制时, 需要的是这个32位计数器的整体数值,不会区分那一部分。

        

    以上是对我提供的图的简要分析, 或者是一个我说明!

 

 




笨鳥慢飛

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241楼

 周指令脉冲数=65536,那么电机的转数要<65536转

這是什麼概念 若輪切的圓周算300mm=0.3m 那此輪切的線速度 0.3*60sec*65536 呵呵 跑的比飛機還快  這就是你的東 我看是找不到北

跟你辨論能算辯論嗎 玩遊戲都需遵守遊戲規則 你呢 完全不遵守 跟你辨有意義嗎 哎 傷心又傷身 浪費生命 你喜歡"毀人不倦" 關我屁事

刘志斌

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发表于:2013-01-17 00:54:44
242楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容: 周指令脉冲数=65536,那么电机的转数要<65536转這是什麼概念 若輪切的圓周算300mm=0.3m 那此輪切的線速度 0.3*60sec*65536 呵呵 跑的比飛機還快  這就是你的東 我看是找不到北跟你辨論能算辯論嗎 玩遊戲都需遵守遊戲規則 你呢 完全不遵守 跟你辨有意義嗎 哎 傷心又傷身 浪費生命 你喜歡"毀人不倦" 關我屁事


1、周指令脉冲数=65536个,那么电机的转数要<65536周;

2、如果电机的周(转)数等于或大于65536周(转),指令脉冲数=65536×65536个;

3、32位计数器只能计65536×65536-1个脉冲;

4、这样指令脉冲计数器溢出,指令脉冲数变为0000……0001个;

5、我说的就是上述概念,笨鸟说的“輪切的線速度 0.3*60sec*65536 呵呵 跑的比飛機還快 ”,把65536当做65536转速

6、所以,我说的是“东”,笨鸟说的是“西”,牛头不对马嘴!

7、这就是我和笨鳥慢飛的辩论!

刘志斌

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发表于:2013-01-17 00:59:01
243楼
8、如果有人不看辩论的内容,只看谁是专家,笨鸟不就占便宜了!

刘志斌

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244楼
9、还有人看不懂了,就说“深奥”、“高深”,笨鸟又占便宜了!

刘志斌

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发表于:2013-01-17 01:08:53
245楼

10、现在生意不好,笨鸟闲着无聊,上来就胡说一阵,我还得看明白这家伙说的是什么,然后回帖,累!

笨鳥慢飛

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发表于:2013-01-17 23:14:31
246楼
累阿 你不僅會瞎推 還亂造謠 笨鳥跑去上課 學學製圖軟件 auto cad 總好過你像電機在"轉"-----瞎轉 難怪會找不到北

刘志斌

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发表于:2013-01-18 15:00:13
247楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容:

……像電機在"轉"-----瞎轉 難怪會找不到北


1、电机转1转,就是转1圈,就是转1周;

2、把“转”、“圈”、周与电机转动、电机在转,分不清胡搅和,只有笨鸟可以,它乱飞不需要“北”!

笨鳥慢飛

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发表于:2013-01-24 16:01:22
248楼

老劉 連增量跟絕對你都搞不清楚 按你寫的內容 應該是增量 才會有

周指令脉冲数=65536,那么电机的转数要<65536转

周指令脉冲数=32768,那么电机的转数要<131072转

-----------------

周指令脉冲数=512, 那么电机的转数要<8388608转

那這32位不是他的工作頻率 那是什麼

 

很可惜他是絕對命令 那絕對命令又哪來的轉速呢

 


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