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    重庆时时彩012路推算: 一种角速度计算方法及装置.pdf

    关 键 词:
    一种 角速度 计算方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610948793.9

    申请日:

    2016.11.02

    公开号:

    CN106526214A

    公开日:

    2017.03.22

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01P 3/00申请日:20161102|||公开
    IPC分类号: G01P3/00 主分类号: G01P3/00
    申请人: 中车株洲电力机车研究所有限公司
    发明人: 刘勇; 梅文庆; 甘韦韦; 胡仙
    地址: 412001 湖南省株洲市石峰区时代路169号
    优先权:
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 王宝筠
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610948793.9

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.04.19|||2017.03.22

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供的角速度计算方法及装置,对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t],引入变量θ′[t],将变量θ′[t]定义为与当前时间邻近的上一采集时间的角度值θ[t?1]与角速度ω[t?1]的和,同时引入速度变化因子a[t],将速度变化因子a[t]定义为当前角度值θ[t]与变量θ′[t]的差值,根据当前速度变化因子a[t]与角速度ω[t?1],计算当前角速度,使当前角速度为当前速度变化因子a[t]的函数,将现有速度计算方法的速度极限问题转化为加速度极限问题,在一般的工业应用场合下,加速度极限都能满足角速度的计算需求,提高了角速度计算的精度。

    权利要求书

    1.一种角速度计算方法,其特征在于,所述方法包括:
    对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t];
    定义变量θ′[t],θ′[t]=θ[t-1]+ω[t-1],其中,θ[t-1]与ω[t-1]分别为与当前时间
    邻近的上一采集时间的角度值与角速度;
    对所述当前角度值θ[t]与所述变量θ′[t]进行算术相减,获得当前速度变化因子a[t];
    当所述当前速度变化因子a[t]小于预设值时,根据所述角速度ω[t-1]与所述当前速
    度变化因子a[t],计算并输出当前角速度。
    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
    当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,发出报警信号。
    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前角速度为所述当前速度变化因子
    a[t]的函数,所述当前角速度的计算公式为:
    ω[t]=ω[t-1]+a[t];
    其中,ω[t]为当前角速度,T为当前时间与当前时间邻近的上一采集时间之间的时间
    间隔。
    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前速度变化因子a[t]的取值范围为
    (0,2π)。
    5.一种角速度计算装置,其特征在于,所述装置包括:
    采集单元,用于对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t];
    定义单元,用于定义变量θ′[t],θ′[t]=θ[t-1]+ω[t-1],其中,θ[t-1]与ω[t-1]分别
    为与当前时间邻近的上一采集时间的角度值与角速度;
    获取单元,用于对所述当前角度值θ[t]与所述变量θ′[t]进行算术相减,获得当前速度
    变化因子a[t];
    计算单元,用于当所述当前速度变化因子a[t]小于预设值时,根据所述角速度ω[t-1]
    与所述当前速度变化因子a[t],计算并输出当前角速度。
    6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
    报警单元,用于当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,发出报警信号。
    7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述当前角速度为所述当前速度变化因子
    a[t]的函数,所述当前角速度的计算公式为:
    ω[t]=ω[t-1]+a[t];
    其中,ω[t]为当前角速度,T为当前时间与当前时间邻近的上一采集时间之间的时间
    间隔。
    8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述当前速度变化因子a[t]的取值范围为
    (0,2π)。

    说明书

    一种角速度计算方法及装置

    技术领域

    本发明涉及工业自动化控制领域,更具体地,涉及一种角速度计算方法及装置。

    背景技术

    角度传感器,也称角位置传感器,被广泛应用于工业自动化控制领域,用于测量角
    位移和角速度。

    目前业内利用角度传感器计算角速度的一般处理方法为:对在连续两次采集时间
    获取的角度值θ[t]与θ[t-1]进行差分处理,得到角度差ΔR,在两次采集时间的间隔时间T
    内转子的角速度ω[t]为:ω[t]=(θ[t]-θ[t-1])/T=ΔR/T。

    角度传感器的输出信号对应的角度输出范围为[0,2π),所以角速度ω[t]的最大
    值为(2π/T),当角速度超过最大值会导致测量错误,并且间隔时间T越大该最大值越小,当
    现有的角速度计算方法应用于高速电机时会存在角速度计算错误的问题。

    发明内容

    有鉴于此,本发明提供了一种角速度计算方法及装置,角速度为加速度的函数,将
    现有速度计算方法的速度极限问题转化为加速度极限问题,在一般的工业应用场合下,加
    速度极限都能满足角速度的计算需求,提高了角速度计算的精度。具体技术方案如下:

    一种角速度计算方法,所述方法包括:

    对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t];

    定义变量θ′[t],θ′[t]=θ[t-1]+ω[t-1],其中,θ[t-1]与ω[t-1]分别为与当前
    时间邻近的上一采集时间的角度值与角速度;

    对所述当前角度值θ[t]与所述变量θ′[t]进行算术相减,获得当前速度变化因子a
    [t];

    当所述当前速度变化因子a[t]小于预设值时,根据所述角速度ω[t-1]与所述当
    前速度变化因子a[t],计算并输出当前角速度。

    优选的,所述方法还包括:

    当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,发出报警信号。

    优选的,所述当前角速度为所述当前速度变化因子a[t]的函数,所述当前角速度
    的计算公式为:

    ω[t]=ω[t-1]+a[t];

    其中,ω[t]为当前角速度,T为当前时间与当前时间邻近的上一采集时间之间的
    时间间隔。

    优选的,所述当前速度变化因子a[t]的取值范围为(0,2π)。

    一种角速度计算装置,所述装置包括:

    采集单元,用于对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t];

    定义单元,用于定义变量θ′[t],θ′[t]=θ[t-1]+ω[t-1],其中,θ[t-1]与ω[t-1]
    分别为与当前时间邻近的上一采集时间的角度值与角速度;

    获取单元,用于对所述当前角度值θ[t]与所述变量θ′[t]进行算术相减,获得当前
    速度变化因子a[t];

    计算单元,用于当所述当前速度变化因子a[t]小于预设值时,根据所述角速度ω
    [t-1]与所述当前速度变化因子a[t],计算并输出当前角速度。

    优选的,所述装置还包括:

    报警单元,用于当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,发出报警信号。

    优选的,所述当前角速度为所述当前速度变化因子a[t]的函数,所述当前角速度
    的计算公式为:

    ω[t]=ω[t-1]+a[t];

    其中,ω[t]为当前角速度,T为当前时间与当前时间邻近的上一采集时间之间的
    时间间隔。

    优选的,所述当前速度变化因子a[t]的取值范围为(0,2π)。

    相对于现有技术,本发明的有益效果如下:

    本发明提供的角速度计算方法,对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当
    前角度值θ[t],引入变量θ′[t],将变量θ′[t]定义为与当前时间邻近的上一采集时间的角
    度值θ[t-1]与角速度ω[t-1]的和,同时引入速度变化因子a[t],将速度变化因子a[t]定义
    为当前角度值θ[t]与变量θ′[t]的差值,根据当前速度变化因子a[t]与角速度ω[t-1],计
    算当前角速度,使当前角速度为当前速度变化因子a[t]的函数,将现有速度计算方法的速
    度极限问题转化为加速度极限问题,在一般的工业应用场合下,加速度极限都能满足角速
    度的计算需求,提高了角速度计算的精度。

    附图说明

    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
    有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
    发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据
    提供的附图获得其他的附图。

    图1为本发明实施例公开的一种角速度计算方法流程图;

    图2为本发明实施例公开的一种角速度计算方法又一方法流程图;

    图3为本发明实施例公开的一种角速度计算装置结构示意图;

    图4为本发明实施例公开的另一种角速度计算装置结构示意图。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
    整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例?;?br />本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
    实施例,都属于本发明?;さ姆段?。

    请参阅图1,本发明实施例公开的一种角速度计算方法,所述方法包括以下步骤:

    步骤S101:对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t];

    具体的,按预设时间间隔对电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ[t];所
    述预设时间间隔为根据实际需要预先设定的数值。

    步骤S102:定义变量θ′[t],θ′[t]=θ[t-1]+ω[t-1],其中,θ[t-1]与ω[t-1]分别
    为与当前时间邻近的上一采集时间的角度值与角速度;

    可以理解的是,初始角度值、初始角速度、初始速度变化因子以及初始加速度都为
    0。

    步骤S103:对所述当前角度值θ[t]与所述变量θ′[t]进行算术相减,获得当前速度
    变化因子a[t];

    具体的,当前速度变化因子a[t]=θ[t]-θ′[t]。

    所述当前速度变化因子a[t]的取值范围为(0,2π)。

    步骤S104:当所述当前速度变化因子a[t]小于预设值时,根据所述角速度ω[t-1]
    与所述当前速度变化因子a[t],计算并输出当前角速度。

    需要说明的是,所述当前角速度为所述当前速度变化因子a[t]的函数,所述当前
    角速度的计算公式为:

    ω[t]=ω[t-1]+a[t];

    其中,ω[t]为当前角速度,T为当前时间与当前时间邻近的上一采集时间之间的
    时间间隔。

    所述预设值可以根据实际需要预先设定,当所述当前速度变化因子a[t]小于预设
    值时,说明当前加速度并没有超出预设的极限值,可以准确的计算当前角速度。

    本发明提供的角速度计算方法,对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当
    前角度值θ[t],引入变量θ′[t],将变量θ′[t]定义为与当前时间邻近的上一采集时间的角
    度值θ[t-1]与角速度ω[t-1]的和,同时引入速度变化因子a[t],将速度变化因子a[t]定义
    为当前角度值θ[t]与变量θ′[t]的差值,根据当前速度变化因子a[t]与角速度ω[t-1],计
    算当前角速度,使当前角速度为当前速度变化因子a[t]的函数,将现有速度计算方法的速
    度极限问题转化为加速度极限问题,在一般的工业应用场合下,加速度极限都能满足角速
    度的计算需求,提高了角速度计算的精度。

    请参阅图2,所述方法还包括:

    步骤S105:当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,发出报警信号。

    具体的,当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,说明当前加速度已经超
    过预设的极限值,如果继续进行角速度的计算会发生错误,此时,发出报警信号进行提示。
    发出报警信号的形式包括蜂鸣、语音提示、警示灯闪烁等任何一种可以表示报警信号的形
    式。

    基于上述本发明实施例公开的一种角速度计算方法,本发明实施例对应公开了一
    种角速度计算装置,请参阅图3,所述装置包括:

    采集单元101,用于对当前时间电机转子的角度值进行采集,获取当前角度值θ
    [t];

    具体的,采集单元101按预设时间间隔对电机转子的角度值进行采集,获取当前角
    度值θ[t];所述预设时间间隔为根据实际需要预先设定的数值。

    定义单元102,用于定义变量θ′[t],θ′[t]=θ[t-1]+ω[t-1],其中,θ[t-1]与ω
    [t-1]分别为与当前时间邻近的上一采集时间的角度值与角速度;

    可以理解的是,初始角度值、初始角速度、初始速度变化因子以及初始加速度都为
    0。

    获取单元103,用于对所述当前角度值θ[t]与所述变量θ′[t]进行算术相减,获得
    当前速度变化因子a[t];

    具体的,当前速度变化因子a[t]=θ[t]-θ′[t]。

    所述当前速度变化因子a[t]的取值范围为(0,2π)。

    计算单元104,用于当所述当前速度变化因子a[t]小于预设值时,根据所述角速度
    ω[t-1]与所述当前速度变化因子a[t],计算并输出当前角速度。

    需要说明的是,所述当前角速度为所述当前速度变化因子a[t]的函数,所述当前
    角速度的计算公式为:

    ω[t]=ω[t-1]+a[t];

    其中,ω[t]为当前角速度,T为当前时间与当前时间邻近的上一采集时间之间的
    时间间隔。

    所述预设值可以根据实际需要预先设定,当所述当前速度变化因子a[t]小于预设
    值时,说明当前加速度并没有超出预设的极限值,可以准确的计算当前角速度。

    本发明提供的角速度计算装置,采集单元101按预设时间间隔对电机转子的角度
    值进行采集,获取当前角度值θ[t],引入变量θ′[t],定义单元102将变量θ′[t]定义为与当
    前时间邻近的上一采集时间的角度值θ[t-1]与角速度ω[t-1]的和,同时引入速度变化因
    子a[t],获取单元103将速度变化因子a[t]定义为当前角度值θ[t]与变量θ′[t]的差值,计
    算单元104根据当前速度变化因子a[t]与角速度ω[t-1],计算当前角速度,使当前角速度
    为当前速度变化因子a[t]的函数,将现有速度计算方法的速度极限问题转化为加速度极限
    问题,当前速度变化因子a[t]小于预设值时,说明当前加速度没有超出预设极限值的范围,
    计算并输出当前角速度。在一般的工业应用场合下,加速度极限都能满足角速度的计算需
    求,提高了角速度计算的精度。

    请参阅图4,所述装置还包括:

    报警单元105,用于当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,发出报警信
    号。

    具体的,当所述当前速度变化因子a[t]不小于预设值时,说明当前加速度已经超
    过预设的极限值,如果继续进行角速度的计算会发生错误,此时,报警单元105发出报警信
    号进行提示。发出报警信号的形式包括蜂鸣、语音提示、警示灯闪烁等任何一种可以表示报
    警信号的形式。

    对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
    对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的
    一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
    将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
    致的最宽的范围。

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