運(yùn)動(dòng)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(jiàn)旋轉(zhuǎn)編碼器分為絕對(duì)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(hào)處理的方式（數(shù)字測(cè)速方法有三種：T法、M法、M/T法；還有分辨率和測(cè)速誤差率這一類(lèi)的知識(shí)感興趣的同學(xué)自己去找書(shū)研究研究）關(guān)于編碼器，已經(jīng)在硬件篇做過(guò)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(cè)速和T法測(cè)速，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈編碼器（智能車(chē)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(gè)脈沖，編碼器輸出脈沖的頻率f1 = M1 / Tc。

M法測(cè)速：

M法測(cè)速：在一定的時(shí)間Tc內(nèi)測(cè)取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)M1，用以計(jì)算這段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為M法測(cè)速。

由系統(tǒng)的定時(shí)器按照采樣周期的時(shí)間定時(shí)一段時(shí)間，這里我們假設(shè)為T(mén)c=1s,利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器捕獲編碼器在此段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的上升沿或者下降沿個(gè)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(gè)脈沖

則此時(shí)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(shí)一段時(shí)間Tc，記錄下此段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)M1，再用電機(jī)運(yùn)動(dòng)一圈的脈沖數(shù)Z聯(lián)立可以得到n=M1 / Z*Tc。

T法測(cè)速

T法測(cè)速是測(cè)出旋轉(zhuǎn)編碼器兩個(gè)輸出脈沖之間的間隔時(shí)間來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速，也被稱(chēng)為周期法測(cè)速。

T法測(cè)速其實(shí)就是采集編碼器兩個(gè)相鄰上升沿或者下降沿所用時(shí)間

Tt=M2 / f0 ;

M2可以理解成在編碼器第一個(gè)上升沿開(kāi)始計(jì)數(shù)到第二個(gè)上升沿到來(lái)時(shí)停止計(jì)數(shù)的時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)；

f0可以理解為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖頻率；

此處為方便理解，假設(shè)1s時(shí)間單片機(jī)時(shí)鐘可以產(chǎn)生65536個(gè)時(shí)鐘脈沖，而編碼器此時(shí)兩個(gè)上升沿之間的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)為M2=65個(gè)，則此時(shí)編碼器一個(gè)脈沖的時(shí)間

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

則此時(shí)的轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足：n = f0 / Z*M2

所以：n2 = 65536 / 512 * 65 = 1.97 r/s

小結(jié)：

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

但是對(duì)于智能車(chē)而言，實(shí)際速度的參考價(jià)值和單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)的參考價(jià)值一樣，都能反映出車(chē)身速度，這兩者之間也僅僅相差一個(gè)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(cè)速方式還有一種M/T法測(cè)速，它可以很好地彌補(bǔ)T法和M發(fā)的缺點(diǎn)。