王 辉，胡建华，王慎航

(1．中国科学院自动化研究所，北京 100190；2．北京信息科技大学自动化学院，北京 100192)

0 引言

增量式光电编码器因其可靠性高、抗干扰性强、分辨率高、成本低、易维护等特点广泛应用于伺服系统中电机的测速。增量式编码器是将位移转换成周期性脉冲的数字量传感器[1]。编码器码盘上刻有光栅，当电机旋转带动同轴编码器转动时，就会产生A、B两相互差90°的正交脉冲信号，通过测量码盘脉冲信号的频率或周期可以得到电机的速度。光栅越密，码盘的分辨率越高。因此为提高测量分辨率，往往将A、B两相信号进行四倍频[2]。文中提到的码盘脉冲均指A、B两相信号进行四倍频后的脉冲信号。在电机高速转动时，码盘脉冲频率很高，因此在固定采样周期内用测频率法(又称M法)测量速度精度较高，而在电机低速时，码盘脉冲周期变长，用测周期法(又称T法)测速精度较高[3]。但无论是M法或T法都无法实现在全量程范围内的高精度测速，而且测量的都是一段时间内电机的平均速度，而非采样时刻的即时速度，特别是对非匀速情况，测量误差较大。为了解决这一问题，出现了M/T法和变M/T法[3-4]，在一定程度上提高了测量的精度，但得到的仍是测量时间的平均速度。双采样率观测法[5]针对超低速时测速提出了采用2个采样率估计速度，对高速时没有讨论。

由于码盘脉冲实质上是角位移信号，因此文中提出一种通过测量码盘脉冲时刻角位移，进行角位移拟合，进而求在采样时刻速度的方法，来得到采样时刻的即时速度，避免由于平均速度带来的误差。……