CPLO在电机测速系统中的应用

　　1 引言

　　在大多数情况下，电机的转速是对其进行闭环控制时必不可少的量，由于对电机的控制大多要求检测到的速度必须实时和精确，这就需要测速系统能高速且精确地将速度检测出来。

　　由于CPLD的集成度很高且速度很快，比较容易满足测速系统的要求，同时使系统可靠性比采用通用IC芯片更高。另外，CpLD还具有设计方便、灵活和校验快的特点，并且设计可随时改变。随着CPLD性能和集成度的不断提高，同时成本和价格的不断降低，使其得到日益广泛的应用[1一2]

　　2速度测量原理

　　在传统的电机转速检测中，可以采用测周法(简称T法)和测频法(简称M法)两种方法。

　　测周法是通过测量速度脉冲周期来获得电机转速的方法，适用于测量低的转速;测频法是通过测量速度脉冲频率来获得电机转速的方法，适用于测量高的转速f3l。然而，在电机的旋转过程中，电机的速度范围变化很大，若想准确且实时地检测出电机的转速，需要在测周法和测频法这两种方法间进行切换，为避免这种切换，可采用M/T法。

　　M/T法的原理:给定一个频率较高的定频信号作为标准频率信号Fl，并保证测量的闸门时间为被测速度脉冲信号F2的整数倍，在闸门时间同时对信号Fl和信号FZ进行计数。其原理图如图1所示。

　　在测量过程中，根据电机实际的转速情况设定预置门控信号的高电平时间(预置闸门时间)Tl，在预置门控信号的上升沿到来时，系统并没有开始计数，一直等到信号F2的上升沿到来时，才开始用两个计数器分别对信号Fl和信号F2的脉冲个数进行计数。在预置门控信号的下降沿到来时，计数器继续计数，需等到信号F2的上升沿到来时，才停止计数，同时读取此时两个计数器的计数值。这样，实际的计数闸门时间为几。设信号F1的频率为fl，在兀时间内信号Fl和信号F2的脉冲个数分别为Nl，从，则被测速度信号FZ的频率九可由下式求得:

　　在这种方法下，当速度信号的周期大于预置闸门时间Tl时，相当于采用的是测周法，而当速度信号的周期小于Tl时，则采用的是测频法。所以，根据电机转速的快慢，M/1，法自动完成了T法与M法间的切换。另外，由于计数器总是在速度脉冲信号的上升沿到来时开始或停止计数，这就保证了实际测量的闸门时间为被侧信号的整数倍，从而实现了信号在频率测量范围内的测量精度相等，所以该测量方法同时实现了宽频带和高精度测量的要求。