获得正弦波形电流信号； 所述正弦波脉冲转换模块(6)负责将自适应带通滤波模块(5)输出的正弦波形电流信 号转化为脉冲波信号； 所述电压转换模块(8)负责向前置放大模块(4)和自适应带通滤波模块(5)提供±5V的 电压。2. 如权利要求1所述的电机转角检测装置，其特征在于:设有一个工控机；电流传感器 (3)的信号输出端、自适应带通滤波模块(5)的信号输入端、正弦波脉冲转换模块(6)的信号 输出端分别与工控机相连接； 通过工控机对自适应带通滤波模块(5)进行参数设置； 通过工控机结合电流传感器(3)反馈的信号、正弦波脉冲转换模块(6)反馈的信号计算 获得电机的转角数值。3. 如权利要求1所述的电机转角检测装置，其特征在于:所述电流传感器(3)用的是单 电阻电流传感器，并通过AD8206进行差分放大，差分放大后的信号即为电流信号。4. 如权利要求1所述的电机转角检测装置，其特征在于:所述前置放大模块(4)为两级 放大，其中，第一级放大的放大倍数为201倍;第二级放大的放大倍数为3倍。5. 如权利要求4所述的电机转角检测装置，其特征在于:所述前置放大模块(4)包括电 容(：1丄2、〇3丄4，电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8以及芯片1'1^：2272 ; 其中，由电容C1、C3、C4,电阻R1、R3、R4、R5以及芯片TLC2272实现第一级放大的功能，由 电容C2、C4,电阻1?2、1?6、1?7、1?8和芯片1102272内部的放大器实现第二级放大的功能。6. 如权利要求5所述的电机转角检测装置，其特征在于:芯片TLC2272的引脚1与电阻R1 的一端、电阻R3的一端、电容C2的一端相连接;芯片TLC2272的引脚2与电阻R1的另一端、电 阻R4的一端相连接;芯片TLC2272的引脚3与电容C1的一端、电阻R5的一端相连接；电阻R4的 另一端与电容C3的一端相连接;电阻R3的另一端、电容C3的另一端、电阻R5的另一端共同接 地;芯片TLC2272的引脚5与电阻R6的一端、电容C2的另一端相连接;芯片TLC2272的引脚6与 电阻R2的一端、电阻R7的一端相连接;芯片TLC2272的引脚7与电阻R2的另一端、电阻R8的一 端相连接；电阻R7的另一端与电容C4的一端相连接；电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电 阻R8的另一端共同接地。7. 如权利要求1所述的电机转角检测装置，其特征在于:所述自适应带通滤波模块(5) 是用于将放大后的交流信号进行自适应带通滤波，过滤出理想的正弦波形；自适应带通滤 波模块(5)包含1块开关电容滤波芯片。8. 如权利要求7所述的电机转角检测装置，其特征在于：自适应带通滤波模块(5)中的 开关电容滤波芯片为滤波芯片LTC1068-200;自适应带通滤波模块(5)内含有电阻R9、R10、 尺11、1?12、1?15、1?16、1?17、1?19、1?20、1?21、1?22、1?23，电容07、08 ;滤波芯片1^(：1068-200的的引脚 1与电阻R9的一端、电阻R16的一端、电阻R11的一端连接在一起;滤波芯片LTC1068-200的的 引脚1与电阻R12的另一端连接在一起;滤波芯片LTC1068-200的的引脚1与电阻R16的另一 端电阻R10的一端连接在一起;滤波芯片LTC1068-200的的引脚4与滤波芯片LTC1068-200的 的引脚5相连;滤波芯片LTC1068-200的的引脚6与滤波芯片LTC1068-200的的引脚8、电容C7 的一端相连接；滤波芯片LTC1068-200的的引脚7与电阻R19的一端共同接地；滤波芯片 LTC1068-200的的引脚9与电容C7的另一端共同接地;滤波芯片LTC1068-200的的引脚10与 滤波芯片LTC1068-200的的引脚11、电阻R21的一端相连接;滤波芯片LTC1068-200的的引脚 12与电阻R22的一端相连接;滤波芯片LTC1068-200的的引脚13与电阻R23的一端相连接;滤 波芯片LTC1068-200的的引脚14与电阻R21的另一端、电阻R22的另一端、电阻R23的另一端、 电阻R9的另一端连接在一起;滤波芯片LTC1068-200的的引脚15与滤波芯片LTC1068-200的 的引脚16相连接;滤波芯片LTC1068-200的的引脚19、引脚20、引脚22、电容C8的一端共同接 地;滤波芯片LTC1068-200的的引脚23与电容C8的另一端、电阻R19的一端相连接;滤波芯片 LTC1068-200的的引脚24与电阻R19的另一端、电阻R20的一端相连接;滤波芯片LTC1068-200的的引脚25与电阻R20的另一端相连接;滤波芯片LTC1068-200的的引脚26与电阻R17的 一端、电阻R9的一端相连接;滤波芯片LTC1068-200的的引脚27与电阻R15的一端相连接;滤 波芯片LTC1068-200的的引脚28与电阻R10的另一端、电阻R15的另一端、电阻R17的另一端 共同连接。9. 如权利要求1所述的电机转角检测装置，其特征在于： 正弦波脉冲转换模块(6)由电阻1?13、1?14、1?18，二极管01以及控制芯片1]4组成，用于将 正弦波转化为与其周期一致的脉冲波； 所述电压转换模块(8)是用于将5V电压转换为-5V电压，给前置放大模块和自适应带通 滤波模块提供± 5V的电压，保证这两个模块工作正常。10. 采用如权利要求1至9所述的电机转角检测装置的检测方法，其特征在于:按如下步 骤进行： 步骤1:将正弦波脉冲转换模块(6)、自适应带通滤波模块(5)分别与待测的ECU相连;将 电流传感器(3)、自适应带通滤波模块(5)、正弦波脉冲转换模块(6)分别与工控机相连接； 在工控机内安装直流电机数学模型（1)、计数矫正&计数器模块(2)、转角转速估算模块(7); 其中， 直流电机数学模型（1)属于软件，用于ECU估计理想的电机转速，输出与转速成比例关 系的PWM信号，以保证自适应带通滤波模块(5)能够工作； 所述计数器&计数矫正模块(2)属于软件，包括计数器模块和计数矫正模块;计数矫正 模块的作用是将通过前置放大模块(4)、自适应带通滤波模块(5)以及正弦波脉冲转换模块 (6)后的畸变脉冲波形进行矫正，矫正后通过计数器模块对脉冲信号进行计数； 所述转角转速估计模块(7)属于软件，通过算法检测电机的转角，通过定时获取计数器 的数值，并将数值乘以每个脉冲对应的转角值，则可以得到这个时间段内电机转角的增量， 从而估计电机转角； 步骤2:启动ECU，向直流电机数学模型（1)输入电机参数、电机输入电压、PWΜ参数、 电流传感器(3)检测得到的信号； 步骤3:直流电机数学模型（1)的计算结果分别传给计数矫正&计数器模块(2)和自适应 带通滤波t吴块(5); 步骤4:转角转速估计模块（7)结合计数矫正&计数器模块（2)和正弦波脉冲转换模块 (6)反馈的数据得到最终的结果。
【专利摘要】本发明提供一种电机转角检测装置与检测方法。所述电机转角检测装置包括电流传感器、前置放大模块、自适应带通滤波模块、正弦波脉冲转换模块、电压转换模块。其中，电流传感器、前置放大模块、自适应带通滤波模块、正弦波脉冲转换模块依次相连。本发明所述的检测方法，包括4个主要步骤。有益的技术效果：本发明专利算法流程简单，易实现。结构简单，所使用电子单元常见且成本较低。并且是针对成本低廉、使用广泛的有刷直流电机使用的转角检测转置，一旦实现产业化，必将会有很好的实用价值和广泛的市场前景。
【IPC分类】H02K11/20, G01B7/30
【公开号】CN105490461
【申请号】CN201510989412
【发明人】赵林峰, 黄鹤, 王其东, 陈无畏, 张荣芸, 黄清泉, 陈久闪, 申雪
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月24日