一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法。该模块中正交编码单元根据光编码器获取的电机旋转产生的相移90

【技术实现步骤摘要】
一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，特别是涉及一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法。

技术介绍

[0002]现代智能物联设备发展迅速，其中电动伺服系统在整个行业中有着不可替代的作用，如扫地机器人，3D打印等的对运动轨迹控制，位置控制等要求较高的智能设备，需要大量采用电动伺服系统。但是，如何满足对精度、性能和先进控制策略高标准的要求，仍是现在亟需解决的任务。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法，能够提高对智能设备位置和速度测量的精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种EQEP模块，包括：正交编码单元、位置计数控制单元、时基单元、正交捕获单元以及看门狗；
[0006]所述正交编码单元用于根据光编码器获取的电机旋转产生的相移90
°
的正交输入信号EQEPA和EQEPB、索引信号EQEPI以及选通输入EQEPS确定编码信号；所述编码信号包括：正交输入信号的两个输入时钟的上升/下降沿产生的正交时钟QCLK、选择计数模式的信号QDIR、正交脉冲信号的绝对开始位置QI、电机到达定义位置的次数QS、中断信息PHE以及反馈给外部的位置计数方向和个数的信号PCS OUT；
[0007]所述正交捕获单元用于当电机转速小于转速最小阈值时，根据两个输入时钟的上升/下降沿产生的正交时钟QCLK进行电机转速测量；r/>[0008]所述时基单元与所述位置计数控制单元和系统时钟连接；所述时基单元用于根据系统时钟产生的周期性中断进行速度计算；
[0009]所述看门狗与所述位置计数控制单元连接；所述看门狗用于进行失速检测；
[0010]所述位置计数控制单元与所述正交编码单元连接；所述位置计数控制单元用于接收所述编码信号，并根据所述编码信号确定电机的运转方向、计数、位置以及产生中断信息。
[0011]可选地，所述位置计数控制单元包括：位置计数器和位置计数寄存器。
[0012]一种电机位置与速度的测量系统，所述测量系统包括：通过可编程输入模块连接的一种EQEP模块以及光编码器；所述测量系统包括：
[0013]位置测量模块，用于当EQEP模块在位置事件，复位位置计数模式下工作时，当索引信号QEPI为正向运动时，位置计数控制单元内部的位置计数器复位为0；当索引信号QEPI为反向运动时，位置计数器复位为位置计数控制单元内部的位置计数寄存器内的值；并根据位置计数器的的位置计数值和光编码器的辨率线数确定转子机械角度；
[0014]电机转速测量模块，用于当电机转速大于转速最大阈值时，采用M法测量速度；当电机转速小于转速最小阈值时，采用T法测量速度；当电机转速大于等于转速最小阈值且小于等于转速最大阈值时，采用M/T结合法测量速度。
[0015]可选地，所述位置测量模块具体包括：
[0016]位置测量单元，用于利用公式确定转子机械角度；
[0017]其中，θ为转子机械角度，QPOSCNT为位置计数器的的位置计数值，X为光编码器的辨率线数，θ
ex
为角度偏移量。
[0018]可选地，所述电机转速测量模块具体包括：
[0019]电机转速第一测量单元，用于利用公式确定电机转速；
[0020]电机转速第二测量单元，用于利用公式确定电机转速；
[0021]电机转速第三测量单元，用于利用公式S
c
＝axS
t
+bxS
m
确定电机转速；
[0022]其中，S
m
为当电机转速大于转速最大阈值时的电机转速，S
t
为当电机转速小于转速最小阈值时的电机转速，S
c
为当电机转速大于等于转速最小阈值且小于等于转速最大阈值时的电机转速，Q
P
为位置计数寄存器内的值，F
s
为测速频率，D
P
为位置脉冲分频数的倒数，C
s
为系统时钟，Q
c
为位置计数寄存器QCPRDLAT中的值，a和b为权值系数，为位置计数寄存器QCPRDLAT中的值，a和b为权值系数，S
H
和S
L
分别为转速最大阈值和转速最小阈值。
[0023]一种电机位置与速度的测量方法，用于实现所述的一种电机位置与速度的测量系统，所述测量方法包括：
[0024]当EQEP模块在位置事件，复位位置计数模式下工作时，当索引信号QEPI为正向运动时，位置计数控制单元内部的位置计数器复位为0；
[0025]当索引信号QEPI为反向运动时，位置计数器复位为位置计数控制单元内部的位置计数寄存器内的值；
[0026]根据位置计数器的的位置计数值和光编码器的辨率线数确定转子机械角度；
[0027]当电机转速大于转速最大阈值时，采用M法测量速度；
[0028]当电机转速小于转速最小阈值时，采用T法测量速度；
[0029]当电机转速大于等于转速最小阈值且小于等于转速最大阈值时，采用M/T结合法测量速度。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术所提供的一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法，EQEP模块，包括：正交编码单元、位置计数控制单元、时基单元、正交捕获单元以及看门狗；正交编码单元根据光编码器获取的电机旋转产生的相移90
°
的正交输入信号、索引信号以及选通输确定编码信号；正交捕获单元当电机转速小于转速最小阈值时，根据两个输入时钟的上升/下降沿产生的正交时钟进行电机转速测量；时基单元根据系统时钟产生的周期性中断进行速度计算；位置计数控制单元用于接收所述编码信号，并根据所述编码信号确定电机的运转方向、计数、位置以及产生中断信息，EQEP模块与光编码器相配合，可以实时反馈推算装载电机的扫地机器人等智能设备的高精度位置和速度等。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术所提供的一种EQEP模块结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]本专利技术的目的是提供一种EQEP模块及电机位置与速度的测量系统及方法，能够提高对智能设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种EQEP模块，其特征在于，包括：正交编码单元、位置计数控制单元、时基单元、正交捕获单元以及看门狗；所述正交编码单元用于根据光编码器获取的电机旋转产生的相移90
°
的正交输入信号EQEPA和EQEPB、索引信号EQEPI以及选通输入EQEPS确定编码信号；所述编码信号包括：正交输入信号的两个输入时钟的上升/下降沿产生的正交时钟QCLK、选择计数模式的信号QDIR、正交脉冲信号的绝对开始位置QI、电机到达定义位置的次数QS、中断信息PHE以及反馈给外部的位置计数方向和个数的信号PCS OUT；所述正交捕获单元用于当电机转速小于转速最小阈值时，根据两个输入时钟的上升/下降沿产生的正交时钟QCLK进行电机转速测量；所述时基单元与所述位置计数控制单元和系统时钟连接；所述时基单元用于根据系统时钟产生的周期性中断进行速度计算；所述看门狗与所述位置计数控制单元连接；所述看门狗用于进行失速检测；所述位置计数控制单元与所述正交编码单元连接；所述位置计数控制单元用于接收所述编码信号，并根据所述编码信号确定电机的运转方向、计数、位置以及产生中断信息。2.根据权利要求1所述的一种EQEP模块，其特征在于，所述位置计数控制单元包括：位置计数器和位置计数寄存器。3.一种电机位置与速度的测量系统，所述测量系统包括：通过可编程输入模块连接的权利要求1
‑
2任意一项所述的一种EQEP模块以及光编码器；其特征在于，所述测量系统包括：位置测量模块，用于当EQEP模块在位置事件，复位位置计数模式下工作时，当索引信号QEPI为正向运动时，位置计数控制单元内部的位置计数器复位为0；当索引信号QEPI为反向运动时，位置计数器复位为位置计数控制单元内部的位置计数寄存器内的值；并根据位置计数器的的位置计数值和光编码器的辨率线数确定转子机械角度；电机转速测量模块，用于当电机转速大于转速最大阈值时，采用M法测量速度；当电机转速小于转速最小阈值时，采用T法测量速度；当电机转速大于等于转速最小阈值且小于等于转速最大阈值时，采用M/T结合法测量速度。4.根据权利要求3所述的一种电机位置与速度的测量系统，其特征在于，所述位置测量模块具体包括：位置测量单元，用于利用公式确定转...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱云娜，张永新，黄毅，
申请(专利权)人：苏州易行电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：