CN102445562A

CN102445562A - 基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法及装置

Info

Publication number: CN102445562A
Application number: CN2011103539871A
Authority: CN
Inventors: 谢勇波; 唐广笛; 裴海灵; 王婉霞
Original assignee: Hunan CSR Times Electric Vehicle Co Ltd
Current assignee: Hunan CRRC Times Electric Vehicle Co Ltd
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明公开了基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法及装置，通过引入加权系数，在转速检测过程中对不同检测方式的检测结果进行加权合并，同时根据被控对象的转动惯量，将检测到转速值的上升率和下降率加以限制，防止速度检测值的突变，为速度闭环控制提供一个连续的速度检测值；本发明解决了高速向低速检测或低速向高速检测时速度突变的问题，具有操作简单、准确性高的特点。

Description

基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种转速检测方法及装置，具体涉及一种应用于工业控制、交通及其它领域，基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法及装置。

背景技术

在工业控制、交通及其它领域，转速闭环控制得以极大的运用。为了能实现稳定的转速闭环控制，必须能检测到较好的转速值，所以一种有效的转速检测方法变得极为重要。由于检测到的转速值不理想，可能会造成闭环控制失效。同时出于成本的考虑，很多场合运用的是分辨较低的转速传感器。

在使用低分辨率转速传感器来进行转速检测时，低速和高速的采取不同的检测方式。因为低分辨率的转速传感器每转输出脉冲值不多，在转速较低时，采用测量脉冲之间的周期T来换算出转速，换算公式为:

（rpm），其中P为转速传感器每转输出的脉冲数，T为相邻脉冲间的时间；在转速较高时，采用统计在一个控制时间周期内的脉冲个数M来换算出转速，其换算公式为:

Figure 2011103539871100002DEST_PATH_IMAGE002

(rpm)，其中t为控制时间周期，M为控制时间周期内检测到的脉冲个数，P为转速传感器每转输出的脉冲数。通常把低速时的检测方法定义为“T检测法”，高速时的检测方法定义为“M检测法”。低速时采用“T检测法”，高速时采用“M检测法”。

现有技术的缺陷在于：在低速时采用“T检测法”和在高速采用“M检测法”均能得到较好的转速检测值，但是，在介于低速和高速之间的转速时，会存在从“T检测法”向“M检测法”或从“M检测法”向“T检测法”检测方式转变。由于两种检测方式的计算方法不同，会出现到转速值跳变情况，不利于转速闭环控制。

因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

针对现有技术中存在介于低速和高速之间的转速时，会存在从“T检测法”向“M检测法”或从“M检测法”向“T检测法”检测方式转变。由于两种检测方式的计算方法不同，会出现到速度值跳变情况，不利于速度闭环控制的问题，为避免转速检测值的突变，本发明提供一种转速检测方法及装置，通过对不同检测方式的检测结果进行加权合并，得到连续、平顺的转速检测值，方便速度闭环控制。

本发明采用的技术方案是：

基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法，其特征在于，引入加权系数，在转速检测过程中对不同检测方式的检测结果进行加权合并，同时根据被控对象的转动惯量，将检测到转速值的上升率和下降率加以限制，防止速度检测值的突变，为速度闭环控制提供一个连续的速度检测值。

所述不同检测方式包括“T检测法”和“M检测法”；其中，所述的“T检测法”为背景技术所说常规是指“T检测法”，检测原理如下：以A相邻的脉冲上升沿为目标，两个上升沿间的时间间隔T=t2-t1=n×t;n为t1至t2的时间基准B的个数，t为B的脉冲周期。最后用换算公式可以换算出转速值Q1；所述的“M检测法”为背景技术所说常规是指“M检测法”，检测原理如下：统计t1至t2的控制时间周期t内速度传感器输出的脉冲个数M，在根据换算公式换算出转速值Q2。

所述加权系数由所测实时转速确定。

所述及加权系数采用Map表查表方式得出，或者采用函数计算方式得出。

所述转速检测方法，对加权合并得到的实时转速，根据被控目标的转动惯量进行上升率及下降率的限制。

所述基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法，使用低分辨率转速传感器来进行转速检测，引入加权系数，在转速检测过程中对低转速检测方式的检测结果和高转速检测方式的检测结果进行加权合并。

所述低转速检测方式的检测结果由式

（rpm）求得，式中P为转速传感器每转输出的脉冲数，T为相邻脉冲间的时间；所述高转速检测方式的检测结果由式

（rpm）求得，式中t为控制时间周期，M为控制时间周期内检测到的脉冲个数，P为转速传感器每转输出的脉冲数。

实时转速的计算结果由式V_speed = Q1×S+Q2×(1-S)求得，式中，S为加权系数，Q1为低转速检测方式的检测结果，Q2为高转速检测方式的检测结果。

所述加权系数由所测实时转速确定，实时转速低时，低转速检测结果所占权重比大，实时转速高时，高转速检测结果所占权重比大。

根据上述一种转速检测方法的一种转速检测装置，其特征在于：包括加法电路、减法电路、乘法电路、变化率限制模块、反馈电路和MAP查表模块，所述加法电路完成加权后的合并，作为检测的实时转速；所述减法电路用于分配加权系数；所述乘法电路用于计算不同检测方式检测结果的权重值；所述变化率限制模块根据被控目标转动惯量限制所述实时转速的上升率和下降率；所述反馈电路用于将所述实时转速反馈给Map查表模块；所述Map查表模块根据反馈的实时转速确定相应的加权系数。

所述Map查表模块可用函数计算模块代替，以反馈电路的反馈信号作为函数自变量进行输入，应变量为加权系数进行输出。

本发明的有益效果在于：1、本发明的检测方法以加权的方式将“低转速检测法”和“高转速检测法”结合起来，充分的发挥了两种方法在检测低速和高速时的优势；2、将两种方法进行权重分配，解决了高速向低速检测或低速向高速检测时速度突变的问题；3、加权系数采用Map表查询的方式得出，使速度检测精度更高；4、最后，根据被控目标转动惯量，加入检测速度值上升率及下降率限制，使得检测到的速度值更为连续，有利于速度的闭环控制。

附图说明

图1是本发明所述“T检测法”检测示意图；

图2是本发明所述“M检测法”检测示意图；

图3是本发明所述装置的电路原理图，也可作为整个加权合并过程的示意图；

图4是本发明所述Map表示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来进一步阐述本发明。

所述不同检测方式包括“T检测法”和“M检测法”；其中，所述的“T检测法”为背景技术所说常规是指“T检测法”，如附图1所示，检测原理如下：以A相邻的脉冲上升沿为目标，两个上升沿间的时间间隔T=t2-t1=n×t;n为t1至t2的时间基准B的个数，t为B的脉冲周期。最后用换算公式可以换算出转速值Q1；所述的“M检测法”为背景技术所说常规是指“M检测法”，如附图2所示，检测原理如下：统计t1至t2的控制时间周期t内速度传感器输出的脉冲个数M，在根据换算公式换算出转速值Q2。

所述加权系数由所测实时转速确定。

如图1所示，所述“T检测法”为低转速检测方式，检测结果由式

（rpm）求得，式中P为转速传感器每转输出的脉冲数，T为相邻脉冲间的时间；

如图2所示，所述“M检测法”为高转速检测方式，检测结果由式（rpm）求得，式中t为控制时间周期，M为控制时间周期内检测到的脉冲个数，P为转速传感器每转输出的脉冲数。

实时转速的计算结果由式V = Q1×S+Q2×(1-S)求得，式中，S为加权系数，Q1为低转速检测方式的检测结果，Q2为高转速检测方式的检测结果。

如图3所示，根据上述一种转速检测方法的一种转速检测装置，其特征在于：包括加法电路P，减法电路M，乘法电路D1、D2，变化率限制模块RL，反馈电路Z和MAP查表模块，所述加法电路P完成加权后的合并，作为检测的实时转速；所述减法电路M用于分配加权系数；所述乘法电路D1用于计算低转速检测方式检测结果的权重值，乘法电路D2用于计算高转速检测方式检测结果的权重值；所述变化率限制模块RL根据被控目标转动惯量限制所述实时转速的上升率和下降率；所述反馈电路Z用于将所述实时转速反馈给Map查表模块；所述Map查表模块根据反馈的实时转速确定相应的加权系数。

所述Map表如图3所示，每一个实时转速值V对应一个加权系数S，通过实时转速V可查找到对应的加权系数S，从而对两种检测方式的结果进行权重分配。

所述Map查表模块可用函数计算模块代替，以反馈电路的反馈信号作为函数自变量进行输入，加权系数为应变量进行输出。

如图3所示，该装置的额工作原理为：低转速检测结果Q1与Map表查到的加权系数S作为乘法器D1的输入信号，求得低转速检测结果的权重值；Map表查到的加权系数S和常数1（图中为C1）作为减法器的输入信号，减法器输出与高转速检测结果Q2作为乘法器D2的输入信号，求得够转速检测结果的权重值；两个乘法器的输出作为加法器P的输入，由加法器P进行加权合并，经变化率限制器RL进行上升率和下降率限制，得到的结果作为检测的实时转速值V；反馈电路Z将实时转速值反馈给Map表，Map对加权系数S进行更新。

本发明还存在诸多变形，本领域普通技术人员在不脱离本发明精神的情况下所作的修改，均应视为在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围视其权利要求书而定。

Claims

1.基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法，其特征在于：引入加权系数，在转速检测过程中对不同检测方式的检测结果进行加权合并，同时根据被控对象的转动惯量，将检测到转速值的上升率和下降率加以限制，防止速度检测值的突变，为速度闭环控制提供一个连续的速度检测值。

2.根据权利要求1所述转速检测方法，其特征在于：所述不同检测方式包括“T检测法”和“M检测法”。

3.根据权利要求1或2所述转速检测方法，其特征在于：所述加权系数由所测实时转速确定；所述及加权系数采用Map表查表方式得出，或者采用函数计算方式得出。

4.根据权利要求1所述转速检测方法，其特征在于：所述转速检测方法，对加权合并得到的实时转速，根据被控目标的转动惯量进行上升率及下降率的限制。

5.根据权利要求1所述转速检测方法，其特征在于：所述基于不同方式检测结果加权合并的转速检测方法，使用低分辨率转速传感器来进行转速检测，引入加权系数，在转速检测过程中对低转速检测方式的检测结果和高转速检测方式的检测结果进行加权合并。

6.根据权利要求5所述转速检测方法，其特征在于：所述低转速检测方式的检测结果由式

Figure 2011103539871100001DEST_PATH_IMAGE002

Figure 2011103539871100001DEST_PATH_IMAGE004

7.根据权利要求6所述转速检测方法，其特征在于：实时转速的计算结果由式V = Q1×S+Q2×(1-S)求得，式中，S为加权系数，Q1为低转速检测方式的检测结果，Q2为高转速检测方式的检测结果。

8.根据权利要求5所述转速检测方法，其特征在于：所述加权系数由所测实时转速确定，实时转速低时，低转速检测结果所占权重比大，实时转速高时，高转速检测结果所占权重比大。

9.根据上述一种转速检测方法的一种转速检测装置，其特征在于：包括加法电路、减法电路、乘法电路、变化率限制模块、反馈电路和MAP查表模块，所述加法电路完成加权后的合并，作为检测的实时转速；所述减法电路用于分配加权系数；所述乘法电路用于计算不同检测方式检测结果的权重值；所述变化率限制模块根据被控目标转动惯量限制所述实时转速的上升率和下降率；所述反馈电路用于将所述实时转速反馈给Map查表模块；所述Map查表模块根据反馈的实时转速确定相应的加权系数。

10.根据权利要求9所述转速检测装置，其特征在于：所述Map查表模块可用函数计算模块代替，以反馈电路的反馈信号作为函数自变量进行输入，应变量为加权系数进行输出。