旋转变压器高精度解码算法研究及系统实现

发布时间：2023-05-09 19:53

　　旋转变压器以其高效、可靠、环境耐受性强,常常被用于电动汽车和伺服控制领域中的位置和速度的测量。旋转变压器通过把高频输入信号转换成成一定函数关系的待解码信号。然而,要从该输出信号中获取有用的角位置信息,具有非常大的难度。因此,本课题设计了基于单芯片的解码系统,并在研究该系统的基础上提出了一种高精度线性解码技术的方案,针对解码算法中的误差进行分析后,提出了精度补偿算法,并针对误差补偿后最终的解码误差进行了理论计算,为了进一步验证该技术的可行性和有效性,对该方案所涉及的电路和各模块的程序实现,进行了仿真分析。通过仿真数据与实验数据作对比,总结了两种解码思路各自的特点及应用范围,具有重要的研究意义和广泛的工程实用价值。首先,论文阐述了课题研究的背景及其旋转变压器解码技术在国内外发展现状,同时构建了单芯片解码系统,并对该系统中涉及的重要电路进行了详细的理论分析、实际测试,组成了可靠的解码系统,编写了上位机测试界面,并针对串口上传的数据进行转换后以数据和图形曲线显示。其次,对跟踪型轴角转换算法的研究基础上,提出了线性解码算法,并对线性解码算法进行了理论推导和建模分析验证,并根据实验数据与仿真数据对...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 角位置传感器的发展及应用现状
        1.2.2 旋转变压器解码技术的发展趋势
    1.3 论文主要研究的内容及章节安排
2 旋转变压器单芯片解码系统电路设计
    2.1 旋转变压器概述
        2.1.1 正余弦旋转变压器的工作原理
        2.1.2 正余弦旋转变压器畸变消除
    2.2 跟踪型轴角转换芯片解码法分析
    2.3 硬件电路设计整体方案
    2.4 解码电路设计
        2.4.1 AD2S1210管脚配置及功能描述
        2.4.2 AD2S1210配置电路
        2.4.3 激励信号处理电路
        2.4.4 正余弦信号处理电路
    2.5 核心控制器电路设计
        2.5.1 STM32F103配置电路
        2.5.2 通信接口电路
        2.5.3 电源电路
    2.6 本章小结
3 提高精度的线性解码技术研究
    3.1 线性解码技术简介
    3.2 线性解码算法的原理及补偿技术
        3.2.1 线性解码算法的变换原理
        3.2.2 提高精度方法
        3.2.3 算法建模仿真分析
    3.3 基于可编程逻辑器件的角位移测量系统电路设计
        3.3.1 数模转换电路
        3.3.2 增益调节电路
        3.3.3 低通滤波器电路
        3.3.4 AD转换电路设计
    3.4 本章小结
4 旋转变压器解码系统软件实现
    4.1 控制器软件整体结构
    4.2 控制程序及算法程序设计
        4.2.1 AD2S1210通信接口配置程序
        4.2.2 UART接口程序
        4.2.3 激励信号产生程序
        4.2.4 ADC转换程序
        4.2.5 线性解码算法程序
    4.3 上位机软件程序设计
        4.3.1 单片机与上位机界面通信设计
        4.3.2 上位机软件框架及界面
    4.4 本章小结
5 系统实验及误差分析补偿技术
    5.1 实验准备与系统调试
        5.1.1 实验准备
        5.1.2 系统调试
        5.1.3 实验数据
        5.1.4 实验结论
    5.2 解码系统误差分析
        5.2.1 幅值不平衡误差
        5.2.2 不完全正交误差
        5.2.3 感应谐波误差
        5.2.4 相移误差
        5.2.5 激励谐波误差
    5.3 误差补偿方法
        5.3.1 系统硬件电路设计方面
        5.3.2 系统软件设计方面
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文研究总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3812291