速度采样和数字滤波的优化方法

转速测量的一种办法是通过在采样周期内记录HSI事件触发的次数——SR电动机转过的步进角（15°）数目N来实现。每执行一次HSI中断服务程序，HSI事件触发次数寄存器内容增1，一个采样周期后再对其清零。转速n可根据N值的大小，按下式计算：

式中，T为采样周期（ms）；n为转速（r/min）。

当SR电动机低速运行时，在采样周期内能记录到的HSI中断次数N值较小，按式（8-3）测量转速有较大的误差，选择较大的采样周期可提高此测速方法的分辨率，但过大的采样周期不利于速度控制的快速性。对不同的速度范围可考虑选择不同的采样周期，例如起动阶段为T_s，基速以下为T_l，基速以上为T_u，且T_s＞T_l＞T_u。

转速测量准确度较高的方法是通过测量相邻两次HSI触发的时间间隔Δt，计算一个步进角内的转子平均速度。设与相邻两次HSI触发对应的硬件定时器T₁计数值增量为ΔN，对12MHz晶体振荡器，因T₁每过2μs计数值增1，则Δt=2ΔNμs，故15°内转子平均速度为

式中，T为采样周期（ms）；n为转速（r/min）。(www.xing528.com)

当SR电动机低速运行时，在采样周期内能记录到的HSI中断次数N值较小，按式（8-3）测量转速有较大的误差，选择较大的采样周期可提高此测速方法的分辨率，但过大的采样周期不利于速度控制的快速性。对不同的速度范围可考虑选择不同的采样周期，例如起动阶段为T_s，基速以下为T_l，基速以上为T_u，且T_s＞T_l＞T_u。

转速测量准确度较高的方法是通过测量相邻两次HSI触发的时间间隔Δt，计算一个步进角内的转子平均速度。设与相邻两次HSI触发对应的硬件定时器T₁计数值增量为ΔN，对12MHz晶体振荡器，因T₁每过2μs计数值增1，则Δt=2ΔNμs，故15°内转子平均速度为

若转子每转一个15°，即采样一次实际转速，调用速度环程序，进行速度偏差的PI运算，刷新控制参数，控制的准确度及快速性是能够保证的，但这对系统提出较高的处理速度要求，而且可能引起系统不稳定，这一问题在转速较高时更为突出。由于SR电动机起动阶段（设n＜50r/min为起动阶段）对测速准确度要求不高，故可将起动阶段采样周期定为速度环处理周期，均为120ms，且按式（8-3）测算实际转速；SR电动机起动后，速度采样则按式（8-4）进行，即每转一个15°采样一次，但速度环处理周期则分别为30ms（基速以下）、12ms（基速以上）。为了克服机械加工及位置传感器安装误差可能导致的测算误差，提高速度测量的可信度，采用了“滑动平均滤波”技术，将最近的一次采样值和过去的三次采样值一起求平均，作为速度环处理中的有效采样值。为此，在8098内部RAM中开辟了四个字数据暂存区，每新采集到一个ΔN便存入暂存区，同时去掉一个最旧的数据，保持这四个ΔN数据始终是最近的数据。在速度环程序中，对这四个ΔN数据求和取平均，然后按式（8-4）计算实际转速。

若转子每转一个15°，即采样一次实际转速，调用速度环程序，进行速度偏差的PI运算，刷新控制参数，控制的准确度及快速性是能够保证的，但这对系统提出较高的处理速度要求，而且可能引起系统不稳定，这一问题在转速较高时更为突出。由于SR电动机起动阶段（设n＜50r/min为起动阶段）对测速准确度要求不高，故可将起动阶段采样周期定为速度环处理周期，均为120ms，且按式（8-3）测算实际转速；SR电动机起动后，速度采样则按式（8-4）进行，即每转一个15°采样一次，但速度环处理周期则分别为30ms（基速以下）、12ms（基速以上）。为了克服机械加工及位置传感器安装误差可能导致的测算误差，提高速度测量的可信度，采用了“滑动平均滤波”技术，将最近的一次采样值和过去的三次采样值一起求平均，作为速度环处理中的有效采样值。为此，在8098内部RAM中开辟了四个字数据暂存区，每新采集到一个ΔN便存入暂存区，同时去掉一个最旧的数据，保持这四个ΔN数据始终是最近的数据。在速度环程序中，对这四个ΔN数据求和取平均，然后按式（8-4）计算实际转速。