電機轉速測量裝置和方法制造方法及圖紙

一種用于測量電機轉速的裝置可包括：編碼器，其被配置為基于電機的轉動輸出信號；以及控制單元，其被配置為根據所述編碼器的輸出信號檢測所述電機的機械角，根據檢測到的所述機械角估算所述電機的實際角，并且通過對估算出的所述實際角進行微分計算所述電機的轉速。

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉引用本申請要求申請日期為2015年7月13日的第10-2015-0099404號韓國申請的優先權，所述申請在此通過引用全文并入本申請。
本專利技術涉及一種用于測量電機轉速的裝置和方法，并且更具體地，涉及一種運用低分辨率編碼器測量電機轉速的裝置和方法。
技術介紹
通常，電機的轉速是通過旋轉編碼器測量的。所述旋轉編碼器包括輸出轉軸絕對位置的絕對編碼器和輸出轉軸運動信息的增量編碼器。當使用這樣的編碼器測量電機的轉速時，測量的準確度大體決定于編碼器的分辨率，該分辨率定義為PPR(每轉脈沖數)。即當使用高分辨率編碼器時，所測電機轉速的準確度相對使用低分辨率編碼器時而言，將得到提高。但是，由于高分辨率編碼器相比低分辨率編碼器更加昂貴，因此高解析編碼器在成本方面居于劣勢。本專利技術的相關技術于2004年3月2日在第10-2004-0017954號韓國專利申請案公開中披露。
技術實現思路
本專利技術的實施例針對的是一種用于測量電機轉速的裝置和方法，所述裝置和方法能夠在即便使用低分辨率編碼器時依然確保轉速測量的準確性。在一個實施例中，一種用于測量電機轉速的裝置可包括：編碼器，其被配置為基于電機的轉動輸出信號；以及控制單元，其被配置為根據所述編碼器的輸出信號檢測所述電機的機械角，根據檢測到的所述機械角估算所述電機的實際角，并且對估算出的所述實際角進行微分(differentiating)計算所述電機的轉速。當估算所述實際角時，所述控制單元可估算所述電機的角速度，基于估算出的所述角速度計算修正角、并且基于計算出的所述修正角估算所述實際角。所述控制單元可通過將所述修正角與所述機械角相加，估算所述實際角。當計算所述電機的轉速時，所述控制單元可通過對估算出的所述實際角進行微分計算角速度，并且通過將計算出的所述角速度轉化為RPM(轉每分)，計算所述電機的轉速。所述裝置還可包括濾波單元，所述濾波單元被配置為對計算出的所述電機轉速執行低通濾波。在另一個實施例中，一種用于測量電機轉速的方法可包括：控制單元根據編碼器的輸出信號檢測電機的機械角；所述控制單元基于檢測到的所述機械角估算所述電機的實際角；以及所述控制單元通過對估算出的所述實際角進行微分計算所述電機的轉速。所述估算所述實際角可包括：估算所述電機的角速度，基于估算出的所述角速度計算修正角，以及基于計算出的所述修正角估算所述實際角。在基于所述計算出的修正角估算所述實際角中，所述控制單元可通過將所述修正角與所述機械角相加，估算所述實際角。所述計算所述電機的轉速可包括：通過對估算出的所述實際角進行微分計算角速度；以及將計算出的所述角速度轉化為RPM。所述的方法還可包括在計算出所述電機的所述轉速之后，所述控制單元對計算出的所述電機轉速執行低通濾波。附圖說明圖1為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的裝置的配置方框圖；圖2為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的裝置的測速方法的示意圖；圖3為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的裝置的效果的示意圖；圖4為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的方法的流程圖；圖5為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的方法的實際角度估算過程的流程圖。具體實施方式以下將參照相應附圖，詳細描述本專利技術的實施例。要注意的是，各附圖并非是精確比例，線條的粗細和組件的大小可能進行了夸大，但僅為描述的便利性和清楚性。此外，本文所用術語的定義，加入了本專利技術的功能考量，可以根據用戶或操作者的習慣或意圖加以更改。因此，術語的定義應根據本文所列公開的整體而做出。圖1為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的裝置的配置方框圖，圖2為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的裝置所用的測速方法的示意圖，并且圖3為根據本專利技術的一個實施例示出的用于測量電機轉速的裝置的效果的示意圖。參照圖1至圖3，根據本實施例的電機轉速測量裝置的描述如下。如圖1所示，根據本實施例的電機轉速測量裝置可包括控制單元100，編碼器110和濾波單元120。所述編碼器110可根據電機的轉動輸出信號。即所述編碼器110可根據電機的轉動輸出脈沖，并且所述脈沖可用PPR(每轉脈沖數)表示。所述編碼器110的PPR是用于表明該編碼器分辨率的指標。如果所述編碼器110的PPR高，則可認為所述編碼器110具有高分辨率。所述編碼器110可以輸出彼此之間具有90度相位差的脈沖A和B，即占空率為50％，從而可確定電機的轉動方向。即，當電機前向旋轉時，則A脈沖的相位可領先B脈沖相位90度。反之，當電機后向旋轉時，則B脈沖的相位可領先A脈沖相位90度。所述控制單元100可根據所述編碼器110的輸出信號檢測電機的機械角。即如圖2所示，所述控制單元100可根據所述編碼器110的輸出信號檢測電機的位置。例如，當使用低分辨率編碼器時，檢測到的電機位置可以為位置①，而當使用高分辨率編碼器時，檢測到的電機位置則可以為位置②。此時，即可將通過編碼器檢測得到的對應于電機位置的角度稱為機械角。如圖2所示，此機械角可以按照逐步方法(astepwisemanner)測得。所述控制單元100可以根據檢測到的機械角估算電機的實際角。如圖2所示，當使用低分辨率編碼器時，電機的機械角與實際位置之間可能出現較大差異。此差異可以作為一個降低測量準確性的因素。進一步，當對以逐步方法檢測出的機械角進行微分來計算電機轉速時，由于所得微分結果并不平滑，故而信號質量可能降低。因此，由于所述控制單元100根據檢測到的機械角估算電機的實際角，從而所述控制單元100可以更加準確地確定電機實際位置，同時讓電機角度的斜率更為平滑。更具體地，所述控制單元100可以估算電機的角速度，并且根據估算出的角速度計算修正角。該修正角可指示出檢測到的機械角與電機的實際位置之間的差的估計值。即如圖2所示，所述控制單元100可以用估算出的角速度乘以修正時間Δt而計算修正角。此時，修正時間可以通過所述控制單元100的采樣時間以及檢測到所述編碼器110的輸出信號的時間計算得到。所述采樣時間可以表明測量電機轉速的時間間隔。所述控制單元100可以基于檢測到的修正角估算電機的實際角。例如，所述控制單元100可以將該修正角與檢測到的機械角相加，從而估算出電機的實際角。估算出的電機的實際角可能不與電機的實際位置準確地一致，但因為速度測量的準確性高于使用電機的機械角時的準確性，故而可提高速度測量的準確性。進一步，由于電機的實際角不是以逐步方法呈現，而是可以位于編碼器的識別位置之間，故而其圖形的斜率呈現較為平滑的形狀。故此，通過微分，可以減少電機轉速計算結果中的噪音。當估算電機的實際角時，所述控制單元100可以通過反饋控制來估算電機的角速度。即，由于所述控制單元100在計算電機轉速的過程中計算電機的角速度將在下面描述，則可反饋該角速度以估算電機的角速度。所述控制單元100可以通過對電機的實際角進行微分計算電機轉速，該電機的實際角已通過前文所述過程估算出。例如，所述控制單元100可以將估算出的實際角相對時間進行微分，從而計算出角速度，然后將計算出的角速度轉化為RPM(轉每分)，從而計算電機轉速。所述濾波單元120可對計算出的電機轉速執行低通濾波。即，所述濾波單元120可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于測量電機轉速的裝置，包括：編碼器，其被配置為基于電機的轉動輸出信號；以及控制單元，其被配置為根據所述編碼器的輸出信號檢測所述電機的機械角，根據檢測到的所述機械角估算所述電機的實際角，并且通過對估算出的所述實際角進行微分計算所述電機的轉速。

【技術特征摘要】
2015.07.13 KR 10-2015-00994041.一種用于測量電機轉速的裝置，包括：編碼器，其被配置為基于電機的轉動輸出信號；以及控制單元，其被配置為根據所述編碼器的輸出信號檢測所述電機的機械角，根據檢測到的所述機械角估算所述電機的實際角，并且通過對估算出的所述實際角進行微分計算所述電機的轉速。2.如權利要求1所述的裝置，其中，當估算所述實際角時，所述控制單元估算所述電機的角速度，基于估算出的所述角速度計算修正角，并且基于計算出的所述修正角估算所述實際角。3.如權利要求2所述的裝置，其中，所述控制單元通過將所述修正角與所述機械角相加估算所述實際角。4.如權利要求1所述的裝置，其中，當計算所述電機的轉速時，所述控制單元通過對估算出的所述實際角進行微分計算角速度，并且通過將計算出的所述角速度轉化為RPM(轉每分)計算所述電機的轉速。5.如權利要求1所述的裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李載賢，
申請(專利權)人：現代摩比斯株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國;KR