CPLO在電機測速系統中的應用

　　1 引言

　　在大多數情況下，電機的轉速是對其進(jìn)行閉環(huán)控制時(shí)必不可少的量，由于對電機的控制大多要求檢測到的速度必須實(shí)時(shí)和精確，這就需要測速系統能高速且精確地將速度檢測出來(lái)。

　　由于CPLD的集成度很高且速度很快，比較容易滿(mǎn)足測速系統的要求，同時(shí)使系統可靠性比采用通用IC芯片更高。另外，CpLD還具有設計方便、靈活和校驗快的特點(diǎn)，并且設計可隨時(shí)改變。隨著(zhù)CPLD性能和集成度的不斷提高，同時(shí)成本和價(jià)格的不斷降低，使其得到日益廣泛的應用[1一2]

　　2速度測量原理

　　在傳統的電機轉速檢測中，可以采用測周法(簡(jiǎn)稱(chēng)T法)和測頻法(簡(jiǎn)稱(chēng)M法)兩種方法。

　　測周法是通過(guò)測量速度脈沖周期來(lái)獲得電機轉速的方法，適用于測量低的轉速;測頻法是通過(guò)測量速度脈沖頻率來(lái)獲得電機轉速的方法，適用于測量高的轉速f3l。然而，在電機的旋轉過(guò)程中，電機的速度范圍變化很大，若想準確且實(shí)時(shí)地檢測出電機的轉速，需要在測周法和測頻法這兩種方法間進(jìn)行切換，為避免這種切換，可采用M/T法。

　　M/T法的原理:給定一個(gè)頻率較高的定頻信號作為標準頻率信號Fl，并保證測量的閘門(mén)時(shí)間為被測速度脈沖信號F2的整數倍，在閘門(mén)時(shí)間同時(shí)對信號Fl和信號FZ進(jìn)行計數。其原理圖如圖1所示。

　　在測量過(guò)程中，根據電機實(shí)際的轉速情況設定預置門(mén)控信號的高電平時(shí)間(預置閘門(mén)時(shí)間)Tl，在預置門(mén)控信號的上升沿到來(lái)時(shí)，系統并沒(méi)有開(kāi)始計數，一直等到信號F2的上升沿到來(lái)時(shí)，才開(kāi)始用兩個(gè)計數器分別對信號Fl和信號F2的脈沖個(gè)數進(jìn)行計數。在預置門(mén)控信號的下降沿到來(lái)時(shí)，計數器繼續計數，需等到信號F2的上升沿到來(lái)時(shí)，才停止計數，同時(shí)讀取此時(shí)兩個(gè)計數器的計數值。這樣，實(shí)際的計數閘門(mén)時(shí)間為幾。設信號F1的頻率為fl，在兀時(shí)間內信號Fl和信號F2的脈沖個(gè)數分別為Nl，從，則被測速度信號FZ的頻率九可由下式求得:

　　在這種方法下，當速度信號的周期大于預置閘門(mén)時(shí)間Tl時(shí)，相當于采用的是測周法，而當速度信號的周期小于Tl時(shí)，則采用的是測頻法。所以，根據電機轉速的快慢，M/1，法自動(dòng)完成了T法與M法間的切換。另外，由于計數器總是在速度脈沖信號的上升沿到來(lái)時(shí)開(kāi)始或停止計數，這就保證了實(shí)際測量的閘門(mén)時(shí)間為被側信號的整數倍，從而實(shí)現了信號在頻率測量范圍內的測量精度相等，所以該測量方法同時(shí)實(shí)現了寬頻帶和高精度測量的要求。