저해상도 엔코더나 홀센서를 차분하여 속도를 계산하는 방법

모터가 회전한 위치와 속도를 측정하기 위해 엔코더를 사용합니다. 모터 드라이버는 엔코더로부터 위치를 읽어와 이를 차분하여 속도를 얻습니다. 그런데 여기서 문제가 발생합니다. 모터의 위치는 엔코더 펄스를 카운트 한 값이기때문에 정수값입니다. 만일 제어기의 동작 주파수가 1000Hz라면 속도를 측정하는 시간 간격은 1ms가 됩니다. 그래서 엔코더 카운트 값을 미분하면 다음과 같은 속도 그래프를 얻게 됩니다. 계산한 속도에서 0을 제외한 최소 값은 ±1000이 되며, 보여지는 속도 또한 불연속적입니다. 엔코더 해상도가 낮을 수록, 제어 주기가 빠를 수록 속도의 양자화 잡음이 커지게 됩니다. 속도에 노이즈(양자화 잡음)가 포함되면 어떻게 될까요? 속도 제어기 이득을 낮추어 사용해야합니다. 이득이 낮으면 목표 속도를 빨리 추종하지 못하겠죠. 결국 성능이 떨어지는 그렇고그런 모터 드라이버가 됩니다. 이번 글에서는 이전 위치 데이터까지 활용하여 좀 더 정밀한 속도 측정 방법을 제안해보겠습니다. ...

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