[发明专利]一种基于增量式光电编码器的变M/T测速方法

权利要求书

1.一种基于增量式光电编码器的变M/T测速方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用单片机的三路定时器进行定时器及系统的初始化设置，第一路定时器设置为正交编码器工作模式状态，进行高频脉冲的计数；第二路定时器对速度段进行选取判断；第三路定时器进行高频时钟脉冲的计数；

步骤2、初始化设置完成以后，第一路定时器对编码器正交信号计数并利用K-Means聚类算法优化计数值，计数得到一组编码器正交信号值并通过算法处理得到聚类中心点以降低误差；

步骤3、启动第二路定时器，获取当前第一路定时器的计数值，在定时结束时再次获取当前第一路定时器的计数值，通过比较前后差值判断出当前所处的速度段，确定速度段的M₁；

步骤4、启动第二路定时器，获取当前第一路定时器的计数值，第三路定时器开启，经过设定的M₁个计数值后，关断第三路定时器，第三路定时器的计数值即为M₂；

步骤5、用编码器信号的上升沿、下降沿来同步高频脉冲的起止；在低速时，设定的M₁值小，通过高频时钟脉冲计数的时间短；在高速时，设定的M₁大，电机转速高，检测时间短；

步骤6、计算当前的电机转速，在进入下一次计数周期前将第三路定时器计数值清零。

2.根据权利要求1所述的一种基于增量式光电编码器的变M/T测速方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤如下：

步骤2.1、当得到编码器正交信号值数组为{m1，m2，m3，…，mi，…，mn}，任选若干个点作为初始中心；

步骤2.2、利用欧式距离公式计算其余点分别与初始中心的距离，与任选若干个点作为初始中心的距离近的点归为一类，直到所有其余点归类完毕；

步骤2.3、按平均值方法重新计算聚类中心点，再重复以上步骤；

步骤2.4、直到算法收敛即聚类中心点不再变动则结束。

3.根据权利要求1所述的一种基于增量式光电编码器的变M/T测速方法，其特征在于，所述步骤3中，按照电机转速的高低设定不同的正交编码信号值M₁，通过测取不同的M₁，来确定检测时间，检测时间由高频时钟脉冲计算得到，如下公式所示：

假设高频时钟脉冲频率为f_clk，测得的高频脉冲信号数为M₂，则检测时间为：

t＝M₂/f_clk。

4.根据权利要求1所述的一种基于增量式光电编码器的变M/T测速方法，其特征在于，所述步骤6中，电机转速计算公式如下：

n＝60M₁f_clk/NM₂

上式中，M₁为t时间内编码器正交信号的个数；M₂为t时间内高频时钟脉冲的个数；N代表编码器分辨率。