運動控制系統(tǒng)反饋環(huán)節(jié)介紹

反饋環(huán)節(jié)

此處的反饋環(huán)節(jié)是使用的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器（常見旋轉(zhuǎn)編碼器分為絕對式和增量式感興趣的小伙伴自己去了解吧）；

T法、M法作為信號處理的方式（數(shù)字測速方法有三種：T法、M法、M/T法；還有分辨率和測速誤差率這一類的知識感興趣的同學(xué)自己去找書研究研究）關(guān)于編碼器，已經(jīng)在硬件篇做過分析，不理解的可以去我第一篇博文查看

這里主要分析下M法測速和T法測速，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈編碼器（智能車中的電機(jī)圈和編碼器圈數(shù)不是1：1，需要根據(jù)齒數(shù)比換算）共產(chǎn)生Z個脈沖，編碼器輸出脈沖的頻率f1 = M1 / Tc。

M法測速：

M法測速：在一定的時間Tc內(nèi)測取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)M1，用以計算這段時間內(nèi)的轉(zhuǎn)速，稱為M法測速。

由系統(tǒng)的定時器按照采樣周期的時間定時一段時間，這里我們假設(shè)為Tc=1s,利用單片機(jī)的計數(shù)器捕獲編碼器在此段時間內(nèi)產(chǎn)生的上升沿或者下降沿個數(shù)M1這里假設(shè)為1024，設(shè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈，編碼器產(chǎn)生512個脈沖

則此時轉(zhuǎn)速為：

n = M1 / Z*Tc = 1024 / 512×1 單位：r/s

n1 = 2 r/s

M法總結(jié)：定時一段時間Tc，記錄下此段時間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)M1，再用電機(jī)運動一圈的脈沖數(shù)Z聯(lián)立可以得到n=M1 / Z*Tc。

T法測速

T法測速是測出旋轉(zhuǎn)編碼器兩個輸出脈沖之間的間隔時間來計算轉(zhuǎn)速，也被稱為周期法測速。

T法測速其實就是采集編碼器兩個相鄰上升沿或者下降沿所用時間

Tt=M2 / f0 ;

M2可以理解成在編碼器第一個上升沿開始計數(shù)到第二個上升沿到來時停止計數(shù)的時鐘周期個數(shù)；

f0可以理解為單片機(jī)的時鐘脈沖頻率；

此處為方便理解，假設(shè)1s時間單片機(jī)時鐘可以產(chǎn)生65536個時鐘脈沖，而編碼器此時兩個上升沿之間的時鐘脈沖個數(shù)為M2=65個，則此時編碼器一個脈沖的時間

Tt = 65/(65536/1)=0.001s

則此時的轉(zhuǎn)速滿足：n = f0 / Z*M2

所以：n2 = 65536 / 512 * 65 = 1.97 r/s

小結(jié)：

T法M法計算的都是轉(zhuǎn)速，如果想要得到實際速度還需要知道車輪旋轉(zhuǎn)一周小車的前進(jìn)距離。

但是對于智能車而言，實際速度的參考價值和單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)的參考價值一樣，都能反映出車身速度，這兩者之間也僅僅相差一個機(jī)械結(jié)構(gòu)決定的比例。

所以怕麻煩的同學(xué)可以直接選取脈沖數(shù)作為速度量進(jìn)行控制。數(shù)字測速方式還有一種M/T法測速，它可以很好地彌補(bǔ)T法和M發(fā)的缺點。