【導(dǎo)讀】果沒有，也可以自己設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號處理系統(tǒng)，并描述其功能及用途。如.h=-a*h(n-1)+b*δh的z變換；零一個系統(tǒng)中是否還需要優(yōu)化？9，通信系統(tǒng)的組成。怎樣實現(xiàn)自動速率調(diào)整。。設(shè)計一個4輸入的7段LED驅(qū)動器，并寫出testbench

　　

【正文】 、準(zhǔn)（準(zhǔn)確）的響應(yīng)命令。 PID調(diào)整的主要工作就是如何實現(xiàn)這一任務(wù)。以下是個人對 PID調(diào)整的一點經(jīng)驗和想法。 增大比例系數(shù) P 將加快系統(tǒng)的響應(yīng)，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩(wěn)定在一個理想的數(shù)值，不良的結(jié)果是雖較能有效的克服擾動的影響，但有余差出現(xiàn)，過大的比例系數(shù)會使系統(tǒng)有比較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使穩(wěn)定性變壞。積分能在比例的基礎(chǔ)上消除余差，它能對穩(wěn)定后有累積誤差的系統(tǒng)進(jìn)行誤差修整，減小穩(wěn)態(tài)誤差。微分具有超前作用，對于具有容量滯后的控制通道，引入微分參與控制，在 微分項設(shè)置得當(dāng)?shù)那闆r下，對于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)，有著顯著效果，它可以使系統(tǒng)超調(diào)量減小，穩(wěn)定性增加，動態(tài)誤差減小。綜上所述， P比例控制系統(tǒng)的響應(yīng)快速性，快速作用于輸出，好比 現(xiàn)在 （現(xiàn)在就起作用，快）， I積分控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，消除過去的累積誤差，好比 過去 （清除過去積怨，回到準(zhǔn)確軌道）， D微分控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有超前控制作用，好比 未來 （放眼未來，未雨綢繆，穩(wěn)定才能發(fā)展） 。當(dāng)然這個結(jié)論也不可一概而論，只是想讓初學(xué)者更加快速的理解 PID的作用。 在調(diào)整的時候，你所要做的任務(wù)就是在 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)允許的情況下，在這三個參數(shù)之間權(quán)衡調(diào)整，達(dá)到最佳控制效果，實現(xiàn)穩(wěn)快準(zhǔn)的控制特點。 微機控制的電機轉(zhuǎn)速實時檢測系統(tǒng) sailing 發(fā)表于 2020720 16:55:55 微機控制的電機轉(zhuǎn)速實時檢測系統(tǒng) 20200117 在工業(yè)過程實時控制中，轉(zhuǎn)速的檢測與控制一般占有很大的比重，它對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及動態(tài)響應(yīng)性能都有著至關(guān)重要的影響。對于此類應(yīng)用來講，一個在較大速度范圍內(nèi)具有高分辨率的快捷而準(zhǔn)確的測速系統(tǒng)是必不可少的。傳統(tǒng)的模擬式測速儀，由于受非線性、溫度變化和元 件老化等因素的影響，使其在轉(zhuǎn)速檢測過程中很難滿足快速性和準(zhǔn)確性要求。為此，一種具有高性能的數(shù)字式測速器件 —— 旋轉(zhuǎn)式光電編碼器便應(yīng)運而生，它可與計算機直接接口。 在以光電編碼器構(gòu)成的測速系統(tǒng)中，常用的測速方法有三種，分別為 T 法、 M／ T 法和 M 法。對于 T 法，是通過編碼器兩個相鄰脈沖的時間間隔來確定轉(zhuǎn)速，很顯然，該方法適合速度比較低的場合，當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，其準(zhǔn)確性較差。對于 M 法，是利用一段固定時間間隔內(nèi)的編碼器脈沖數(shù)來確定轉(zhuǎn)速，其性能特點正好與 T 法相反，比較適合于高速場合。而 M／ T 法則是前兩種方法的結(jié)合，從而使得 在整個速度范圍內(nèi)都有較好的準(zhǔn)確性。 總的來看，利用 M／ T 法可獲得較高的檢測精度，但是對于低速，該方法需要較長的檢測時間才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，這樣就無法滿足一個轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)的快速動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。本文提出一種基于微機控制的實時速度檢測系統(tǒng)以便在整個速度范圍內(nèi)都能滿足相應(yīng)的精度及動態(tài)響應(yīng)要求。 1 設(shè)計基本思想 對于一個轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)來說，其關(guān)鍵在于能夠使測速結(jié)果在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性和分辨率為最佳并滿足快速的動態(tài)響應(yīng)要求。為了達(dá)到這個目的，將速度范圍分為兩部分并分別采用兩種方式進(jìn)行檢測。第一種方式（方 式 1）采用 T 法，對應(yīng)于高速段，其原理如圖 1 所示。 圖 1 方式 1 原理圖 假設(shè)時鐘頻率為 f，編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為 P，則對應(yīng)的實際轉(zhuǎn)速為： 第二種方式（方式 2）對應(yīng)于低速段，采用 M／ T 法，相應(yīng)原理如圖 2 所示。 圖 2 方式 2 原理圖 圖中， M1 為編碼器脈沖數(shù)； M2 為 Td期間時鐘脈沖總數(shù)。實際轉(zhuǎn)速可用下式表示： 2 硬件實現(xiàn) 在計算機調(diào)速系統(tǒng)中大都采用光電編碼器來測量轉(zhuǎn)速，由于它的輸出為數(shù)字（脈沖）量，可以與計算機的接口直接相連。但是，光電編碼器在低速時輸出脈沖數(shù)很少，采用一般的計數(shù)方法很難保證準(zhǔn)確性。為此除了采用前述的基本思路外，同時利用 8098 單片機的高速輸入口進(jìn)行計數(shù)，以提高測速結(jié)果的精度。 2． 1 8098 單片機高速輸入口 8098 單片機的高速輸入單元 HSI 有 4 個引腳，每個引腳都有事件觸發(fā)功 能，可以檢測出事件的變化，而某一引腳上事件發(fā)生的間隔可由 8098 內(nèi)部的定時器 1來捕獲。在具體應(yīng)用中，這些特定的功能都可通過 8098 相應(yīng)的控制寄存器來編程和控制，以事先設(shè)定好高速輸入單元 HSI的事件形式。在本系統(tǒng)中利用定時器 1 來記錄兩個脈沖之間的時間間隔。 2． 2 硬件組成 光電編碼器與電動機主軸直接聯(lián)接，從而使編碼器轉(zhuǎn)速與電機完全一致。為了提高測量精度和分辨率，本系統(tǒng)將編碼器的輸出脈沖進(jìn)行了四倍頻。具體做法是：首先利用一個外部邏輯接口電路將其二倍頻，然后作為 8098 內(nèi)部定時器 2 的輸入時鐘。由于 8098 的 定時器 2 是一個上升沿和下降沿都觸發(fā)計數(shù)的計數(shù)器，這樣二倍頻的信號經(jīng)定時器 2 后就變?yōu)樗谋额l，從而簡化了硬件電路的設(shè)計。光電編碼器具有兩路輸出且相位互差 90176。 ，這使得二倍頻的實現(xiàn)尤為容易，只需異或。同時，在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時編碼器兩路信號的超前和滯后關(guān)系也不相同，因此將它們接到 8098 的高速輸入口，以進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)的判斷。相應(yīng)的硬件電路如圖 3 所示。 圖 3 檢測電路 3 軟件設(shè)計 程序設(shè)計的關(guān)鍵在于：能夠在定時條件下及時進(jìn)行兩種檢測方式的轉(zhuǎn)換，以減小對速度采樣的影響。對于此類問題，通常采用設(shè)置標(biāo)志的方法來實現(xiàn)。其程序流程如圖 4 所示。 圖 4 程序流程圖 4 性能分析 對于轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)，其性能好壞主要取決于準(zhǔn)確 性和分辨率。而準(zhǔn)確性直接受到光電編碼器性能的影響，這是因為編碼器在制造過程中所形成的分割誤差總是存在的。但是，不同的測速系統(tǒng)會采用不同的方法盡可能減少因這種誤差所帶來的影響。在本系統(tǒng)中，對應(yīng)于方式 2（ M／ T法）的準(zhǔn)確性可用下式表示： 其中， Ap 為分割誤差。由于轉(zhuǎn)速檢測是在編碼器相鄰兩個脈沖的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算， 與方式 1（ T法）相比，其分割誤差稍大一些，因此應(yīng)選用具有高精度的光電編碼器。 檢測的分辨率是指當(dāng)時鐘計數(shù)器值 M2 每變化 1 時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化量。在本系統(tǒng)可用下式表示： 結(jié)果表明， M／ T 法可在整個速度范圍內(nèi)獲得高分辨率， M 法在高速段分辨率較低， T 法在低速段分辨率較低。而本系統(tǒng)采用 M／ T 法和 T 法相結(jié)合，故 可在全速范圍內(nèi)獲得高分辨率。 5 結(jié)束語 通過使用本文所述兩種檢測方法及相應(yīng)電路，可在不損失精度和分辨率的前提下獲得快速響應(yīng)。實驗表明，在使用 1024 脈沖／轉(zhuǎn)的光電測速器時，可獲得 177。0 ． 03％的檢測精度，用于標(biāo)準(zhǔn)的電機驅(qū)動系統(tǒng)和自動調(diào)速系統(tǒng)，以獲得較好的控制精度。 收藏此頁到 365Key 編碼器的測速原理： M/T 法 sailing 發(fā)表于 2020720 16:40:10 編碼器的測速原理： M/T 法 大家都比較清楚在閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，編碼器的反饋脈沖個數(shù)和系統(tǒng)所走位置的多少成正比，但對于怎樣通過編碼器所反饋的脈沖個數(shù)來求得電機的旋轉(zhuǎn)速度了解的人就不是很多了。 根據(jù)脈沖計數(shù)來測量轉(zhuǎn)速的方法有以下三種：（ 1）在規(guī)定時間內(nèi)測量所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)來獲得被測速度， 稱為 M法測速；（ 2）測量相鄰兩個脈沖的時間來測量速度，稱為 T 法測速；（ 3）同時測量檢測時間和在此時間內(nèi)脈沖發(fā)生器發(fā)出的脈沖個數(shù)來測量速度，稱為 M/T法測速。以上三中測速方法中， M 法適合于測量較高的速度，能獲得較高分辨率； T法適合于測量較低的速度，這時能獲得較高的分辨率；而 M/T 法則無論高速低速都適合測量。以下只對 T法測速進(jìn)行詳細(xì)介紹。 T 法測速的原理是用一已知頻率 fc（此頻率一般都比較高）的時鐘脈沖向一計數(shù)器發(fā)送脈沖，計數(shù)器的起停由碼盤反饋的相鄰兩個脈沖來控制，原理圖見圖 1。若計數(shù)器讀數(shù)為 m1，則電機每 分鐘轉(zhuǎn)速為 nM=60fc/Pm1(r/min) 圖 1 T法測速原理 其中 P 為碼盤一圈發(fā)出的脈沖個數(shù)即碼盤線數(shù)， m1為相鄰兩個脈沖間高頻脈沖個數(shù)。測速分辨率：當(dāng)對應(yīng)轉(zhuǎn)速由 n1變?yōu)?n2 時則分辨率 Q 的定義為 Q=n2n1， Q 值越小說明測量裝置對轉(zhuǎn)速變化越敏感即分辨率越高。因此可以得到 T法測速的分辨率為 Q=60fc/Pm160fc/P（ m1+1） = n2M P/（ 60fc+ nMP） 由上式可見隨著轉(zhuǎn)速 nM 的降低， Q值越小，即 T法測速在低速時有較高的分辨率。 收藏此頁到 365Key DSP 的 正交解碼電路與捕獲單元在電機測速中的運用 sailing 發(fā)表于 2020720 16:35:39 摘 要 :TMS320F240是美國德州儀器公司為滿足數(shù)字電機控制 (DMC)應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字信號處理芯片。本文詳細(xì)介紹了該芯片的專用模塊 (正交解碼電路和捕獲單元 )的功能、特點，在此基礎(chǔ)上給出了實現(xiàn) M 法、 T 法以及 M/T法三種測速方法的基本思路。 關(guān)鍵詞 :數(shù)字信號處理器 正交解碼電路 捕獲單元 電機測速 Abstract: TMS20F240 is a kind of DSP Controller designed for the Digital Motor Control by Texas Instruments Co.. This paper describes the functions and features of the special module, Quadrature Encoder Pulse and Capture Unit in the DSP Controller. Based on this point, the realization of three methods is presented, which are the M method ,T method, M/T method. Keywords: Digital Signal Processor Quadrature Encoder Pulse Capture Unit Speed Measuring [中圖分類號 ] TM921 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ] A 文章編號 15610330(2020)03003303 1 引言 對于交流異步電機調(diào)速來講，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速的測量是一個極其關(guān)鍵的 環(huán)節(jié)。美國 TI公司專為電機調(diào)速設(shè)計的數(shù)字電機微控制器 TMS320F240具有其特殊功能模塊 正交解碼 (QEP)電路和捕獲單元，它們可直接與光電編碼器相連，用于轉(zhuǎn)速檢測。其中 QEP 電路內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)向判別和倍頻功能，因此不再需要其它輔助電路，接口電路設(shè)計變得非常簡單。而且 F240 具有三個功能強大的通用定時器，可靈活應(yīng)用于各種測速方法。 TMS320F240 與測速相關(guān)的管腳主要有四個 :CAP1/QEP1， CAP2/QEP2， CAP3 和 CAP4。正交解碼 (QEP)電路與捕獲單元 CAP CAP2共享兩個輸入引腳 ，因此需要正確配置捕獲控制寄存器 CAPCON來使能正交解碼電路并禁止捕獲單元 2。這樣就把相應(yīng)的管腳分配給 QEP 電路使用。 F240 與增量式光電編碼器連接如圖一所示，光碼盤的 A 與 B 信號相差 900， A、 B 分別為反向 1800 的信號。 Z、 Z 信號互為反向，是每轉(zhuǎn)輸出一個脈沖的零位參考信號。其中 TL714 是高速差分比較器。 2 QEP 電路和捕獲單元的工作原理 正交解碼電路必須選擇一個計數(shù)器用于計算電路的輸入脈沖次數(shù)，即將 QEP 電路脈沖信號作為某通用定時器的時鐘源。 F240 的通用定時器 2， 3或 2和 3 一起形成的一個 32 位定時器可供其選擇。以通用定時器 2 為例，首先要求 T2 定時器工作在雙向加 /減計數(shù)模式。在這種工作模式下，QEP 電路不僅為定時器 T2 提供計數(shù)時鐘，而且還決定了計數(shù)方向。 當(dāng)電機正轉(zhuǎn)時， QEP 電路的方向檢測邏輯測定出連接到光碼盤 A 相的 QEP1 輸入引腳上脈沖序列的相位領(lǐng)先于 QEP2 上的脈沖信號，然后產(chǎn)生一個方向信號 (此信號可以在特殊寄存器內(nèi)讀取，以此判別轉(zhuǎn)向 )作為 T2 定時器的計數(shù)方向，則計數(shù)器 T2CNT遞增計數(shù) 。反之，若電機反轉(zhuǎn)， QEP2輸入是先導(dǎo)脈沖序列，則計數(shù)器 T2CNT 遞減 計數(shù)。定時器 T2 在計數(shù)器下溢或上溢時發(fā)生翻轉(zhuǎn)，并重新開始計數(shù)。如果兩列正交解碼輸入脈沖的兩個邊沿均被 QEP 電路檢測，則 T2 的時鐘頻率是每個輸入序列頻率的 4 倍，如圖 2 所示。由此省去了原有的正交解碼脈沖電路 4 倍頻電路。 F240 共有四個捕獲單元，每一個捕獲單元都有一個相應(yīng)的捕獲輸入引腳。用戶定義捕獲控制寄存器檢測捕獲引腳上的轉(zhuǎn)換 :上升沿、下降沿或二者均檢測。每個捕獲單元都可以選擇通用定時器 2 或 3 作為其時間基準(zhǔn)。每當(dāng)在捕獲輸入引腳上檢測到一個設(shè)定的轉(zhuǎn)換時， 該捕獲單元選定的通用定時器的計數(shù)器值被捕獲并鎖存 在相應(yīng)的 2級深度 FIFO堆棧中。如果去除了捕獲中斷屏蔽，捕獲單元同時會向 CPU 發(fā)送一個中斷申請。 在檢測電機轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速之前，必須先作以下設(shè)置 : 選擇通用定時器 1 工作在