4、速度测量方法：M法、T法、M/T法

速度测量，说白了就是回答一个问题：电机现在转多快？

在C2000的编码器换相调参里，速度值不仅用于显示，更直接参与电流环和速度环的闭环控制。测不准，环就调不稳。我见过不少新手，花了好几天调PI参数，最后发现是速度测量本身就有问题——嗯，这种坑我踩过不止一次。

常用的方法有三种：M法（单位时间测速）、T法（周期测速）、M/T法（混合测速）。它们各有各的脾气，选对了事半功倍。

4.1 M法：单位时间测速法

M法的思路很直接：固定一个时间窗口，数一数编码器输出了多少个脉冲。

速度 = 脉冲数 / (时间窗口 × 编码器线数 × 倍频系数)

举个例子。我用一个1000线的编码器，4倍频后每转4000个脉冲。如果固定时间窗口是10ms，数到200个脉冲，那转速就是：

200 / (0.01 × 4000) = 5 转/秒 = 300 RPM

M法的优缺点：

• 优点：实现简单，高速时精度高。转速越高，单位时间内的脉冲数越多，量化误差越小。
• 缺点：低速时很尴尬。比如电机只转1 RPM，10ms内可能只来1-2个脉冲，算出来的速度跳变非常大。

4.2 T法：周期测速法

T法换了个思路：固定脉冲数，测量经过的时间。

速度 = 固定脉冲数 / (测得时间 × 编码器线数 × 倍频系数)

说白了，就是等编码器输出N个脉冲，用定时器量一下花了多久。低速时脉冲间隔长，时间测量值大，相对误差反而小。

T法的优缺点：

• 优点：低速精度好。我做过对比，在10 RPM以下，T法的测量稳定性明显优于M法。
• 缺点：高速时反而不好。转速一高，脉冲间隔变短，定时器分辨率不够的话误差就大了。另外，测量时间不固定，控制周期也跟着变——这对闭环控制不太友好。

4.3 M/T法：混合测速法

M/T法，说白了就是把M法和T法结合起来，取长补短。

它的做法是：固定一个测量周期，在这个周期内同时测量脉冲数和最后一个脉冲的时间戳。这样既保证了控制周期固定，又兼顾了低速精度。

计算公式稍微复杂一点：

速度 = (M2 - M1) / (T2 - T1) × (1 / (编码器线数 × 倍频系数))

其中：
M1、M2：周期开始和结束时的脉冲计数值
T1、T2：周期开始和结束时的时间戳（来自eQEP的时间基）

M/T法的优缺点：

• 优点：全速域精度都比较均衡。从1 RPM到10000 RPM，误差都能控制在1%以内。控制周期固定，对环路友好。
• 缺点：实现比前两种稍微复杂一点。需要同时处理脉冲计数和时间戳，对定时器资源有要求。

4.4 三种方法对比

特性	M法	T法	M/T法
测量原理	固定时间，数脉冲	固定脉冲，测时间	固定时间，同时测脉冲和时间
低速精度	差	好	好
高速精度	好	差	好
控制周期	固定	不固定	固定
实现复杂度	低	中	中高
C2000硬件支持	eQEP + 定时器	eQEP QCAP	eQEP + 定时器 + 软件

4.5 实际项目中的选择建议

我在几个项目里试过这三种方法，总结下来：

• 如果电机主要工作在高速区（比如1000 RPM以上），而且对成本敏感，M法就够了。代码简单，调试也快。
• 如果电机经常在低速区运行（比如伺服定位、力矩控制），建议用T法或者M/T法。我曾经在一个AGV项目里只用M法，结果低速时速度环一直在抖，换成M/T法后问题立刻解决。
• 如果项目要求全速域高性能，别犹豫，直接上M/T法。C2000的eQEP模块天生支持这种测量方式，硬件资源够用，软件也不复杂。