STM32实现M法与T法电机测速方法

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公式1：

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假设编码器在电机旋转一圈时输出 (Z) 个脉冲（4x模式下），则电机转速 (n) (r/min) 计算公式为：
. ^7 A& H1 W, x* h

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, I& u8 O) ?* l9 Q9 U1 b分辨率：
6 ~. j. }* f8 [' _

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. ^- K* W" F& Y误差率：

) N& p- f' e* X6 L' M8 p

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- [' Q) I+ B% i* T/ p: a! P由此可知，M法测速分辨率与 (T_s) 和 (Z) 相关，误差率与 (M_1) 成反比。当电机高速旋转时，(M_1) 较大，测量精度较高；但在低速情况下，(M_1) 变小，误差率显著增大，因此M法更适用于高速场景。
) s* |4 C) y1 K4 U! Y6 _0 y; K: @
* G& X& X: L  a$ B1 n1 v  o* C+ m8 d1 d1.2. T法测速原理
8 g1 S  A* w! cT法测速通过测量编码器连续两个脉冲之间的时间间隔，间接计算转速。通过捕获高频时钟脉冲数量 (M_2)，可计算时间间隔，进而计算转速。
3 I/ D+ [7 A9 @, T/ E  u9 v2 t

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公式2：
) Q* A9 ~2 |$ z$ Q. x$ v

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' S3 T+ f; m8 V电机转速 (n) 为：
# r  A3 d! Y; ]( B' n* Z
. }, @* M" A  W* G; O

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分辨率：

) X3 a, ]" N  L: w. P- B

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+ N3 T7 N; o: G3 U% \: ]4 C误差率：

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T法测速在低速时 (M_2) 较大，分辨率更高，误差率更低，因此非常适合低速电机测速。
2
基于STM32的M法和T法测速实现
STM32内部定时器具备编码器接口功能，可以直接对编码器信号进行计数。

在本方案中，通过配置TIM3和TIM2定时器配合，实现M法和T法测速。
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0 `, k! ^- M' |" M* N& A

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- `7 m# R6 t& L2 i% K3
M法测速实现
1 p6 |8 G3 v* J' @8 ]在TIM6的定时中断中，每隔(T_s)读取一次TIM3的计数值，并计算两次计数之差(M_1)，即可通过公式(1)计算转速。

中断服务函数示例：

void TIM6_IRQHandler(void){    staticuint32_t last_cnt =0;    uint32_t current_cnt = TIM3->CNT;    // 计算M1    int32_t M1 = current_cnt - last_cnt;    if(M1 0) M1 +=0xFFFF;    // 计算转速    float speed =(60.0* M1)/(Z * Ts);    // 更新计数值    last_cnt = current_cnt;}
4
T法测速实现
在TIM2的捕获中断中，每次捕获到一个脉冲时记录捕获值M2，通过高频时钟(f_t)计算间隔时间，进一步计算转速。
4 w4 ]  B9 d9 T
& U! Z  r; L9 m% G  P中断服务函数示例：
% L8 D9 P1 r6 O
: G8 q: i- \' P  Z2 v

void TIM2_IRQHandler(void){    uint32_t capture = TIM2->CCR1;    // 计算时间间隔    floatdelta_t= capture /(float)ft;    // 计算转速    float speed =60.0/(Z *delta_t);}
1 S1 l7 C$ ^$ ]0 J( w5
测试与结果
- D. J" v) O% U% c  f; a5.1. 高速测试（1460rpm~2920rpm）
8 o' {& B; O" [M法测速结果：偏差小，精度高。

- o6 F! j5 D0 \6 Q& }8 j7 E# i+ I

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T法测速结果：误差略大。

8 K# g  I' A  p

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/ S$ _, U) i" j+ z
5.2. 中速测试（146rpm~292rpm）
) d* q5 _' t% o" TM法： 误差增加。

8 ^+ \, C; J* R0 V

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4 N, F2 D. X* |7 s7 W/ X

T法： 精度较高。

2 G; K. h0 a) n0 K; b

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  L4 w% x2 g" i" W' \8 ]8 k5.3. 低速测试（19rpm~35rpm）
* F$ a+ i, B! @9 w$ WM法： 误差非常大。
1 N; k% J) p: I) _0 K) y
7 H: A* r5 H( p. X, x9 T! b

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+ o: j/ |; |9 X% w
T法： 误差较小，适合低速场合。
2 I/ H. r/ G& m3 w5 a0 }
8 u( o- j+ N: o% O" e. s5 u

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* o3 H& Z/ w" Y. t; e! z- Z
基于STM32硬件平台实现了两种测速方法。实验结果表明：
高速状态：M法精度更优，T法误差较大。
, `0 M( i- m7 \/ E9 `! x* [$ g3 P7 K低速状态：T法精度更优，M法误差较大。
中速状态：两者效果接近，但T法更具优势。

在实际应用中，可根据电机的运行速度选择合适的测速方法，或者结合软硬件算法，动态切换测速模式，以获得最佳测速效果。
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