基于单片机的高精度转速测量算法

金色传说

摘要：比较了常见的转速测量方法,指出了它们的不足,提出一种基于单片机的转速测量算法。它可
) b. A9 e! E' Y& M) u, `2 [以使所测转速的周期数随转速变化而线性变化,文中对算法中参数的选取作了讨论,并根据单片机的特
性提出了基2算法,简化了运算,设计了相关的实验软件。实验表明,该算法能实现高精度、宽范围测
量，且实时性较强。

关键词：转速测量高精度测量基⒉算法―单片机
数字转速测量法主要有两种:测频法和测周
法。测频法在低转速时误差较大,仅适合高转速;
测周法适用于低转速场合。在测周法中,当时基
5 X/ Q* O5 p# Q+ d" S9 E4 H. u" }& Lt一定时,则有M×At =N×T(其中M为时基脉
冲数,N为脉冲数,T为相邻两个脉冲之间的时
, f0 |: v! L. U8 u5 k' X间)。在测某一转速时,若要提高M,则提高Ⅳ即
$ T9 V0 d8 |- T4 D9 D7 o可,N不能无原则地取大,取得太大则影响实时性;
取得太小,则提高不了精度。所以N应当是可以
随转速变化而能线性变化的适当大的值。为解决
以上问题，文献[1]选用浮点定时计数法,但精度和
- K0 |( J& t7 L: N. ~; Z测量范围仍可以提高。文献[2]是根据不同的转
速事先人为计算出需要测的脉冲数(在文献中由K
表示),但K不是随转速线性变化的,故对不同的
转速适应性不强,且范围不宽、精度不高。本文提
出的算法,能够确保所测的脉冲数Ⅳ随转速而改
' U" @: g# Q& p9 i! ?; }变。这是通过算法实现的,无须人为判断转速高
低,同时所设计的软件结构简单,所占机时很少。
1转速测量算法
本文讨论快速响应且高精度的转速测量算
6 ^* \! @9 @& O. x法。假设转速脉冲信号是方波,且转子转动一转
1 g0 u. L1 L" j4 T1 d对应一个方波。
' H+ \+ W% v" E* Q! M由于算法的一个重要步骤就是确定所测的脉
# z; a" g! a. ]. v* L冲数N,为保证脉冲数Ⅳ随转速变化而线性变化，
本文将转速的上次测量值n除以一个常数E后
/ ~7 E5 j8 U% F加1作为本次测量的设定脉冲数N。为了使除法

" z; a  p" c% n- W6 f
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