眾所周知，電機(jī)的自動(dòng)控制對(duì)象要主要三個(gè)是扭矩，速度，位置。

扭矩涉及的是驅(qū)動(dòng)電流控制，本文僅談速度與位置自動(dòng)控制離不開(kāi)的旋轉(zhuǎn)編碼器。

旋轉(zhuǎn)編碼器的主要作用是通過(guò)光電磁作用，將轉(zhuǎn)軸的角度轉(zhuǎn)化數(shù)字或模擬信號(hào)，反饋回控制系統(tǒng)中，起著傳感器的作用。

常見(jiàn)的旋轉(zhuǎn)編碼器有增量編碼器，霍爾編碼器，磁編碼器，光電編碼器；

這里略談光電編碼器的速度.

目前的光電編碼器能反饋單圈值值和多圈值值數(shù)字信號(hào)，單圈值就是轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一圈360角度按分辨率編碼的值，換言之，360度角可分解為2的N次方個(gè)值，這個(gè)N就是編碼器的比特?cái)?shù)，17比特就是2的17次方，23比特就是2的23次方,25比特就是2的25次方的精度，換句話(huà)來(lái)說(shuō)，單個(gè)一圈360度角<一度（°）＝60角分（′）＝3600角秒（〃）>

可以細(xì)分為 2的N次方分之一，您看，這是不是精密的電機(jī)轉(zhuǎn)軸角度？

同時(shí)，通過(guò)rs485通訊口和高 波特率<2.5M/s或更高>，能實(shí)時(shí)反饋報(bào)告這些值給CPU 轉(zhuǎn)軸的角度信息，實(shí)現(xiàn)速度控制；多圈值是轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少圈的值，也是2的M次方編碼. 再加上多圈值反饋，不就知道轉(zhuǎn)軸的位置信息，即使突然斷電，只要記錄單圈值和多圈值位置，也能下次開(kāi)電機(jī)時(shí)恢復(fù)上次電機(jī)的位置。精加工電機(jī)是有這方面的要求的；

設(shè)計(jì)會(huì)遇到的問(wèn)題

一）如何實(shí)現(xiàn)編碼器實(shí)時(shí)通訊報(bào)告CPU角度？

多比特位數(shù)字并口雖然理想，夠快，但存在:

1)可靠性差問(wèn)題，多線束通訊，只要有一根線斷或脫焊，編碼器就不能用，何況電機(jī)工作環(huán)境多半惡劣振蕩。

2)PIO 端口資源占用過(guò)多，故絕多數(shù)光電編碼器都是高速比特率串口通訊<2.5M/s，5M/s或更高>

要實(shí)時(shí)接收這些值，CPU 通訊要注意的要點(diǎn)：

1）串口通訊波特率要求匹配，CPU 串口時(shí)鐘要滿(mǎn)足波特率要求，不要用低頻時(shí)鐘；

2）串口接收發(fā)送數(shù)據(jù)，命令時(shí)間長(zhǎng)度，建議不能超過(guò)波特率設(shè)置周期長(zhǎng)度的1/5；

3）其他中斷處理不能過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，避免影響串口接收/發(fā)送；

二）編碼器精度檢測(cè)方法：

完成CPU與編碼器通訊后，固定定編碼器在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，設(shè)置電機(jī)在固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，收集單位時(shí)間內(nèi)電機(jī)單圈數(shù)原始值，

1）角速度計(jì)算： 計(jì)算相鄰數(shù)據(jù)增量差值 即單圈數(shù)增量，除以時(shí)間，不就是角速度嗎？注意單圈值，是16進(jìn)制值，從零到2的N次方，每轉(zhuǎn)一圈又重復(fù)從零到2的N次方。

2）角速度偏差，再次計(jì)算相鄰數(shù)據(jù)增量差值的差值， 就可以得到相鄰速度偏差大小了，就這么簡(jiǎn)單。

如過(guò)通過(guò)上傳數(shù)據(jù)到上位機(jī)，在波形圖上顯示，就更直觀看到速度波動(dòng)圖了。

設(shè)置不同電機(jī)速度，來(lái)測(cè)試各個(gè)速度<例如 30 ,100,200，500,800，1000,2000，3000,6000 rpm>上的速度偏差。

比較不同品牌的相同比特率編碼器在相同速度點(diǎn)上的速度偏差值大小，不就知道編碼器精度優(yōu)劣了，當(dāng)然，速度波動(dòng)小的編碼器就是好的編碼器。

三）編碼器選擇要點(diǎn)：

電器參數(shù)要求：1）分辨率越高越好。

              2）誤差越小越好；

                 如相鄰節(jié)距誤差<adjioning pitch error>；+-小于60” ，

                 累計(jì)節(jié)距誤差<acumulated pitch error>；越小越好 +-小于100”

              3）大值越大越好

              4）功率匹配就好

四）光電編碼器 使用注意事項(xiàng)：

與轉(zhuǎn)軸固定要求一般廠家都有安裝說(shuō)明規(guī)定，這里不述。

光電編碼器里面是光電盤(pán)編碼，要密封，有IP密封值，如果被油水塵污染的話(huà)，光電編碼器雖有反饋值，事實(shí)是不對(duì)的，光電編碼器就報(bào)費(fèi)了。事實(shí)上很多廠家將低IP值的光電編碼器用在易被污染的環(huán)境下，所以要匹配IP值。過(guò)熱溫度：一般不低于90度C。

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