高精度旋转变压器控制解码系统及方法与流程

文档序号:24688370发布日期:2021-04-16 10:48阅读:195来源:国知局
高精度旋转变压器控制解码系统及方法与流程

本发明涉及旋转变压器控制解码电路技术领域,具体地,涉及一种高精度旋转变压器控制解码系统及方法。



背景技术:

永磁同步电机因其功耗低效率高、相应快等优点已经广泛应用在国防、汽车、工业等领域,但传统的同步电机位置、旋角检测是采用脉冲编码器、光电编码器,其在应用中抗干扰能力弱,依赖系统参数,在恶劣环境中应用受限;旋转变压器因其温度范围宽且精度高、抗振动性能良好,能够很好的应用在恶劣工况下的伺服控制系统中。

旋转变压器实际是一种特制的两相旋转电机,它有定子和转子两部分,通过接收激励信号后输出正弦和余弦两组差分信号,控制器通过接收两组信号并通过旋变解码解析出电机的相关位置信息。现有技术中,对旋转变压器的解码方式大多是专用集成电路,其精度相对较低,对印制板空间占用较大。

专利文献CN104613990B公开了一种双旋转变压器解码系统和方法,本发明系统包括第一旋转变压器解码电路模块、第二旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器模块;第一旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第一旋转轴上的旋转变压器输出端连接,第二旋转变压器解码电路模块的输入端与安装在双旋转轴设备第二旋转轴上的旋转变压器输出端连接;第一旋转变压器解码电路模块和第二旋转变压器解码电路模块通过串口或并口与嵌入式处理器模块连接。本发明结合旋转变压器解码电路模块和嵌入式处理器求取双旋转轴设备两个旋转轴的相对位置信息。该专利在结构和性能上仍然有待提高的空间。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种高精度旋转变压器控制解码系统及方法。

根据本发明提供的一种高精度旋转变压器控制解码系统,包括:二次电源电路1、双CPU电路2、通信接口电路3、永磁同步电机机构4、旋转变压器5、旋变解码电路6、激磁推挽放大电路7、信号调理采集电路8、传感器反馈电路9、功率驱动电路10以及伺服驱动器壳体和接插件单元11;所述二次电源电路1与通信接口电路3相连接;所述双CPU电路2与旋变解码电路6、信号调理采集电路8、功率驱动电路10相连接;所述旋变解码电路6与旋转变压器5相连接;所述旋变解码电路6与激磁推挽放大电路7相连接;所述旋转变压器5与激磁推挽放大电路7相连接;所述信号调理采集电路8与功率驱动电路10、传感器反馈电路9相连接;所述永磁同步电机机构4与功率驱动电路10相连接。

优选地,还包括:多路电源模块;双CPU电路2采用DSP+FPGA的双CPU电路;所述二次电源电路1通过多路电源模块将28VDC电源转换为DSP+FPGA的双CPU电路2、通信接口电路3、旋转变压器5、旋变解码电路6、激磁推挽放大电路7、信号调理采集电路8、传感器反馈电路9、功率驱动电路10所需的电压。

优选地,所述通信接口电路3通过1553B总线或其他通信协议与箭机、地面系统等通讯。

优选地,DSP+FPGA的双CPU电路接收箭机发送的指令,获取箭机发送指令信息。

优选地,所述信号调理采集电路8采集永磁同步电机机构4的电流、位置信号。

优选地,所述信号调理采集电路8能够通过激磁推挽放大电路7驱动旋转变压器5。

优选地,所述信号调理采集电路8能够通过旋变解码电路6采集旋转变压器5的正余弦输出得出精确的永磁同步电机机构4的转速。

优选地,根据箭机发送指令信息,所述DSP+FPGA的双CPU电路比较箭机发送指令和当前永磁同步电机机构4的反馈信息。

优选地,通过控制算法解算得到SVPWM信号控制功率驱动电路10。

优选地,采用高精度旋转变压器控制解码系统,获取高精度旋转变压器控制解码结果信息。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

1、本发明和传统的传统的同步电机位置、旋角检测采用脉冲编码器、光电编码器相比,旋转变压器因其温度范围宽且精度高、抗振动性能良好,能够很好的应用在恶劣工况下的伺服控制系统中;

2、本发明和传统的永磁同步电机位置解码控制方式相比,采用FPGA+DSP为核心的控制单元,优化搭建旋变解码电路,其跟踪精度高、相应块,且集成化程度高,控制器设计紧凑,伺服精度高;

3、本发明结构合理,使用方便,能够克服现有技术的缺陷。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明中的高精度旋转变压器控制解码电路框示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种高精度旋转变压器控制解码电路如图1所示,主要包括:二次电源电路1,DSP+FPGA的双CPU电路2,通信接口电路3,永磁同步电机机构4,旋转变压器5,旋变解码电路6,激磁推挽放大电路7,信号调理采集电路8,传感器反馈电路9,功率驱动电路10,伺服驱动器壳体及接插件11。

工作原理如下:二次电源电路1通过多路电源模块将28VDC电源转换为DSP+FPGA的双CPU电路2,通信接口电路3,旋转变压器5,旋变解码电路6,激磁推挽放大电路7,信号调理采集电路8,传感器反馈电路9,功率驱动电路10所需的电压;伺服驱动器的通信接口电路3通过1553B总线或其他通信协议与箭机、地面系统等通讯,DSP+FPGA的双CPU电路2接收箭机发送的指令,信号调理采集电路8采集永磁同步电机机构4的电流、位置信号,通过激磁推挽放大电路7驱动旋转变压器5,通过旋变解码电路6采集旋转变压器5的正余弦输出得出精确的永磁同步电机机构4的转速,DSP+FPGA的双CPU电路2比较指令和当前永磁同步电机机构4的反馈信息,通过控制算法解算得到SVPWM信号控制功率驱动电路10,从而精确的控制永磁同步电机机构跟随指令运动。

具体地,在一个实施例中,结合附图1,本发明是一种高精度旋转变压器控制解码电路,二次电源电路1通过多路电源模块将28VDC电源转换为DSP+FPGA的双CPU电路2,通信接口电路3,旋转变压器5,旋变解码电路6,激磁推挽放大电路7,信号调理采集电路8,传感器反馈电路9,功率驱动电路10所需的电压;伺服驱动器的通信接口电路3通过1553B总线或其他通信协议与箭机、地面系统等通讯,DSP+FPGA的双CPU电路2接收箭机发送的指令,信号调理采集电路8采集永磁同步电机机构4的电流、位置信号,通过激磁推挽放大电路7驱动旋转变压器5,通过旋变解码电路6采集旋转变压器5的正余弦输出得出精确的永磁同步电机机构4的转速,DSP+FPGA的双CPU电路2比较指令和当前永磁同步电机机构4的反馈信息,通过控制算法解算得到SVPWM信号控制功率驱动电路10,从而精确的控制永磁同步电机机构跟随指令运动。

本发明伺服驱动器采用DSP+FPGA的双核CPU作为主控制单元,其中DSP芯片主频可以达到150MHz,FPGA主频可以达到50MHz。FPGA实现多达20路传感器的采集信号,DSP完成复杂的三环位置伺服控制算法。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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