发明内容
[0003] 本发明目的是提供一种基于转速编码器实现高分辨率转速控制的方法，利用给定转速与被测转速分别相对应的频率信号间的相位差关系，进行多周期的控制电压积分，利用积分电压实现高分辨率转速控制。通过检测两频率信号间稳定变化的相位差来控制脉冲计数电路，以此大大消除常用M法和T法中存在的±1个脉冲的计数误差，并利用这种稳定变化的相位差来控制电压积分电路，对计数闸门内的给定频率信号进行多周期电压积分，进而求得高分辨率的给定转速和被测转速的电压偏差值，然后通过PWM和驱动电路控制电机转速达到给定转速值。本发明测量分辨率高，电路结构简单、易于实现，解决背景技术中存在的因±1个脉冲计数误差而导致电压偏差值精度不高的问题。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] 一种基于转速编码器实现高分辨率转速控制的方法，包含如下步骤：
[0006] ①利用给定转速相对应的频率信号f1和转速编码器输出的被测转速相对应的频率信号f2之间稳定变化的相位差来实现精准脉冲计数；
[0007] 本发明的转速控制系统中，由于反馈闭环控制的作用，电机的被测转速值紧紧跟随给定转速值的变化而变化，本发明针对的是控制过程中减小被测转速值与给定转速值间存在微小偏差值的问题，即频率信号f1和频率信号f2具有相同标称频率情况下，它们之间只存在微小频差，这种情况下两频率信号间的相位差变化是单调的，而且在这种单调变化过程中，每隔一个时间T，都会出现相同的相位差值。
[0008] 简单举例，f1的频率值为4kHz，f2的频率值为5kHz，以脉冲信号的上升沿为两频率信号相位差的比较时刻，如图1所示，假设f1和f2在初始时刻相位重合，f2的运行周期值为‑3 ‑3 ‑30.2×10 s，f1的运行周期值为0.25×10 s，经过0.25×10 s后，f1和f2的时间差即相位差‑3 ‑3 ‑3
为0.05×10 s，经过0.25×2×10 s后，f1和f2的时间差即相位差为0.1×10 s，经过0.25×‑3 ‑3 ‑3
3×10 s后，f1和f2的时间差即相位差为0.15×10 s，经过0.25×4×10 s后，f1和f2的时间‑3
差即相位差为0.2×10 s，这时f1和f2再一次相位重合。
[0009] 如图2所示，时间T为4/f1或5/f2，即在一个T的周期时间里含有完整的4个f1信号波形和完整的5个f2信号波形。利用这种稳定变化的相位差构成计数开关和电压积分开关，克服了±1个脉冲的计数误差，提高了电压积分精度，进而完成高精度的转速控制。
[0010] ②在周期时间T内，对频率信号f1和频率信号f2分别进行脉冲计数，计得频率信号f1的脉冲个数为m，计得频率信号f2的脉冲个数为n；
[0011] ③在电压积分开关的作用下，对给定频率信号f1的m个高电平进行电压积分，并对这些积分电压进行累加得电压U；
[0012] ④在周期时间T内，给定频率信号f1的累加电压和被测频率信号f2的累加电压相等，只是高电平个数不同而已，所以分别求出给定频率信号f1的单周期高电平积分电压为U/m，被测频率信号f2的单周期高电平积分电压为U/n，进而求得电压偏差值ΔU=U/m－U/n；
[0013] ⑤最后根据给定转速和被测转速的电压偏差值，求得PWM的脉冲波形，经驱动电路来控制电机转速达到给定转速值。
[0014] 本发明的主要创新点是：利用稳定变化的相位差信号形成电压积分开关，在此电压积分开关内对给定频率信号f1的m个高电平进行电压积分，然后分别求出给定频率信号f1的单周期高电平积分电压U/m，被测频率信号f2的单周期高电平积分电压U/n，进而求得高精度的电压偏差值ΔU，本发明不用划分速度段，可以有很宽的转速控制范围，对变化的速度信号可以进行高精度的转速控制。
[0015] 本发明的积极效果是：仪器结构简单、易于实现，利用给定转速与被测转速分别相对应的频率信号间的相位差关系，使得频率测量分辨率大大高于M法和T法，进而提高积分电压的精度，更精准的控制电机转速。低速和高速时都能形成高分辨率的计数开关和电压积分开关，相对于M法和T法，本发明有很宽的速度控制范围。
