伺服电机编码器信号测量时的注意事项

伺服电机编码器信号的测量和处理是伺服电机控制中的一个重要问题。电机转子的位置、速度和加速度都来自编码器信号。如果编码器的脉冲信号被测量和处理，它将获得准确的信息，这是控制的基础。相反，它会误导控制。

一、介绍编码器脉冲信号：

伺服电机编码器通常都有A,B,Z还有一些额外的脉冲信号U,V,W脉冲信号。

A,B信号：电机位置脉冲信号，通过A,B信号的相位差也可以区分转向。A与B信号的频率相同，相位差为90�，其占空比为50%，可通过电路将A,B信号的上升边、下降边分别处理成脉冲，在一个A脉冲周期中，出现四个脉冲。

Z信号:零位信号。每转一圈，电机都会在零位产生Z脉冲信号。为了使Z信号更可靠，一般规定只有在A，B信号都是高电。只有当Z信号的上升边缘出现时，才能确定Z信号是有效的

U,V,W信号:用于判断起始位置。

二．A，B信号测量是注意事项：

A,B经过处理后，信号变成4倍频的脉冲，分别出现在0、90、180和270。但这种理想状态并不存在，通常是A,B脉冲的相位差不仅仅是90�，A,B脉冲的高电平和电平的时间不相等。您可以参考伺服电机编码器制造商提供的数据。换句话说，四个脉冲的时间间隔不相等。如果采用T法进行测量，必须避免实际转速不变，转速测量值波动。

解决这个问题的方法：

1.做T在测量方法时，不应使用两个相邻的脉冲，而应使用相同信号的相同边缘。解释一下，所谓的相同信号，如信号a，相同的边缘，如上升边缘，也就是说，使用从A的上升到A的上升边缘的T法测量。您也可以使用a的下降到下降边缘，或B的相同边缘。这样做的好处是保证了准确性。缺点是周期是相邻边缘的四倍，延迟增加。

2.伺服电机编码器提前测量每个边缘之间的间距，计算校正系数并进行实时校正。这样做的好处是，延迟仅为上一个方案的1/4。缺点是不能保证边缘的准确性，因为每个相邻脉冲的时间差可能随着电机角度的变化而变化，也可能随着振动强度的变化而变化。准确性不能完全保证。

三．Z信号测量注意事项：

Z一旦信号受到干扰，产生误判，就会导致同步失败，电机电流迅速增加，造成严重后果。因此，应特别注意Z信号的抗干扰处理。我们这里只涉及软件处理。上面说，Z信号通过A，B，Z它们之间的相关性增加了抗干扰能力。这种方法将干扰的可能性降低到原来的1/4。然而，在严重干扰的高频斩波环境中，这一措施仍然不够。这是另一种方法，窗口法。

窗口法是在零位附近打开一个窗口，只有Z信号出现在这个窗口中，同时满足要求A,B,Z它们之间的电平关系被视为Z信号。窗口外产生的Z信号不被识别。比如每圈2500线的编码器，伺服电机编码器每圈产生的4倍频脉冲是10000。当脉冲达到9700到10300之间时，Z信号是有效的，Z信号在其他时候不被识别。

有些人可能会提出异议。由于Z信号可能会受到干扰，A,B信号也会受到干扰。他的怀疑是合理和真实的A,B信号也会受到干扰，导致窗口位置不正确。这是我考虑这个问题的方式。我们面临的干扰是相对有效的，信号很少，否则任何措施都将无效。与正常情况相比，干扰只占很小的比例。例如，100个脉冲中只有一个干扰信号。然后它可以被认为是A,B信号一般是可靠的，与真实情况没有太大区别。与其相信Z信号，不如相信更多A,B积累信息的脉冲位置。

有些人也会有疑问。如果伺服电机编码器窗口中的Z信号受到干扰，我们该怎么办？此时，当电机位置不是零时，将其设置为零，这将导致位置误差并影响电机的运行。但是，由于窗口接近零，影响很小，在下一次零校正后将恢复。采用窗口法后，Z信号受到干扰的可能性将大大降低。即使偶尔受到干扰，也不会对电机运行产生太大影响，很快就会恢复。