一种用于旋变电路的抗干扰装置及方法与流程

本发明涉及旋变电路，尤其涉及一种用于旋变电路的抗干扰装置及方法。

背景技术：

1、在永磁同步电机的控制器中有多种控制方法，包括ssi控制、旋变控制、增量式编码器控制、正余弦编码器控制等。其中旋转变压器控制简称旋变控制，是由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的，相比于采用光电技术的编码器而言，具有耐热、耐振、耐冲击耐油污等恶劣环境适应能力。

2、目前在工业生产的很多领域中，应用最为广泛的是一对极的旋变，是一种单圈绝对值式反馈系统，其中，旋变信号线一般为6根，分为3组，分别对应一个激励线圈和2个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦型激励信号，感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系，感应出来具有sin和cos包络的检测信号。旋变电路需要旋变解码芯片提供正弦波振荡器，为旋变电路提供正弦波激励，并将正弦和余弦输入端的信息转换成为输入角度和速度对应的数字量传送给处理器，处理器由此得到角度和速度信息，对电机进行相应的控制。在解码过程中，旋变解码芯片基于接收的正弦和余弦信号进行判断是否出现故障，并输出故障信号；处理器根据接收的角度和速度信息进行判断，也会输出故障信号。

3、然而，旋变电路与旋变解码芯片交互过程中信号极易受到干扰，造成故障误报，并且在进行高压大功率驱动控制时，在高压上电瞬间，旋变电路会受到一个电磁干扰，导致旋变解码芯片输出故障信号，该故障是一个短时小脉冲产生故障误报。目前抗干扰方法对硬件和产品需要进行较大改动，成本较高，并且无法在短时间内判断故障是否是干扰造成，无法进行及时处理，耗时长可靠性差。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于旋变电路的抗干扰装置及方法，用以解决现有抗干扰方法硬件改动较大、成本较高，并且无法及时对干扰造成故障进行处理，可靠性较差的问题。

2、一方面，本发明实施例提供了一种用于旋变电路的抗干扰装置，包括旋变解码芯片、第一抗干扰电路、第二抗干扰电路、旋变电路以及主控芯片；

3、所述第一抗干扰电路，用于对旋变解码芯片输出的正弦激励信号和余弦激励信号进行前级滤波；

4、所述第二抗干扰电路，用于对旋变电路基于接收的前级滤波后的正弦激励信号和余弦激励信号输出的正弦差分信号和余弦差分信号进行阻容滤波；

5、所述旋变解码芯片，还用于基于接收的滤波后的正弦差分信号和余弦差分信号生成数字信号和第一故障信号；

6、所述主控芯片，用于根据接收的所述旋变解码芯片输出的数字信号生成第二故障信号；还用于基于第一故障信号和第二故障信号判断旋变电路是否发生故障，若发生故障，则进行故障消除。

7、进一步地，所述主控芯片通过以下方式进行故障消除：

8、当第一故障信号或第二故障信号为低电平时，则判断旋变电路发生故障，每间隔一个时钟周期执行以下故障消除过程：

9、若故障消除执行时间小于等于预设的故障消除时间阈值，则

10、将旋变解码芯片的采样引脚设置为低电平，经过设定的时间间隔后，依次将旋变解码芯片的输入使能引脚设置为低电平、在串行数据输入引脚输入配置数据0xff，再将旋变解码芯片的输入使能引脚设置为高电平；判断第一故障信号和第二故障信号是否均不为低电平，若是，则判断故障消除，停止故障消除过程；

11、若故障消除执行时间大于预设的故障消除时间阈值，则停止故障消除过程，并进行结果上报。

12、进一步地，所述主控芯片进行故障消除过程还包括：

13、在将旋变解码芯片的输入使能引脚设置为高电平后，再将旋变解码芯片的采样引脚依次设置为低电平、高电平、低电平，以确保故障消除。

14、进一步地，所述主控芯片生成第二故障信号包括：

15、基于设定的采样个数，采用高速采样对接收的旋变解码芯片输出的数字信号进行采样，进而得到各采样数据的平均值，主控芯片基于该平均值生成第二故障信号。

16、进一步地，所述旋变解码芯片采用ad2s1210芯片。

17、进一步地，所述故障消除时间阈值设置为50ms。

18、进一步地，第一抗干扰电路包括正弦激励信号抗干扰电路和余弦激励信号抗干扰电路；

19、所述正弦激励信号抗干扰电路包括运算放大器p1、p2，电阻r1～r6，电容c1～c4；所述运算放大器p1的反相输入端经电阻r2连接电阻r1的一端、电容c1的一端，电阻r1的另一端接收正弦激励信号，电容c1的另一端接地；所述运算放大器p1的反相输入端还经电容c2与运算放大器p2的输出端连接；所述运算放大器p1的反相输入端还经电阻r2、r3与运算放大器p1的输出端连接；所述运算放大器p1的同相输入端连接基准电压；所述运算放大器p2的反相输入端经电阻r5后接地；所述运算放大器p2的反相输入端还连接电阻r6的一端和电容c4的一端，电阻r6的另一端和c4的另一端与运算放大器p2的输出端连接；运算放大器p2的同相输入端与电阻r4的一端和电容c3的一端连接，电阻r4的另一端与运算放大器p1的输出端连接，电容c3的另一端接地；运算放大器p2的输出端输出前级滤波后的正弦激励信号；

20、所述余弦激励信号抗干扰电路与所述正弦激励信号抗干扰电路的结构相同，其中，余弦激励信号抗干扰电路接收余弦激励信号，输出前级滤波后的余弦激励信号。

21、进一步地，第二抗干扰电路包括正弦差分信号抗干扰电路和余弦差分信号抗干扰电路；

22、所述正弦差分信号抗干扰电路包括电阻r7～r10和电容c5～c7；所述电阻r7的一端接收正弦差分信号的负模拟输入信号，另一端连接电容c5的一端，还用于输出滤波后的正弦差分信号的负模拟输入信号；电容c5的一端还连接电阻r9的一端，另一端与电容c6的一端连接；电容c6的另一端连接电阻r8的一端，还用于输出滤波后的正弦差分信号的正模拟输入信号；电容c6的另一端还与电阻10的一端连接，电阻r8的另一端接收正弦差分信号的正模拟输入信号；电阻r9的另一端和电阻r10的另一端连接并经电容c7连接基准电压；

23、所述余弦差分信号抗干扰电路与所述正弦差分信号抗干扰电路的结构相同，其中，余弦差分信号抗干扰电路接收余弦差分信号的负模拟输入信号和正模拟输入信号，输出滤波后的余弦差分信号的负模拟输入信号和正模拟输入信号。

24、另一方面，本发明实施例提供了一种用于旋变电路的抗干扰方法，包括以下步骤：

25、获取旋变解码芯片输出的正弦激励信号和余弦激励信号进行前级滤波；

26、获取旋变电路基于接收的前级滤波后的正弦激励信号和余弦激励信号生成的正弦差分信号和余弦差分信号进行阻容滤波；

27、获取基于接收的滤波后的正弦差分信号和余弦差分信号生成的数字信号和第一故障信号；

28、根据数字信号生成第二故障信号，并基于第一故障信号和第二故障信号判断旋变电路是否发生故障，若发生故障，则进行故障消除。

29、进一步地，通过以下方式进行故障消除：

30、当第一故障信号或第二故障信号为低电平时，则判断旋变电路发生故障，每间隔一个时钟周期执行以下故障消除过程：

31、若故障消除执行时间小于等于预设的故障消除时间阈值，则

32、将旋变解码芯片的采样引脚设置为低电平，经过设定的时间间隔后，依次将旋变解码芯片的输入使能引脚设置为低电平、在串行数据输入引脚输入配置数据0xff，再将旋变解码芯片的输入使能引脚设置为高电平；判断第一故障信号和第二故障信号是否均不为低电平，若是，则判断故障消除，停止故障消除过程；

33、若故障消除执行时间大于预设的故障消除时间阈值，则停止故障消除过程，并进行结果上报。

34、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

35、本发明提供的一种用于旋变电路的抗干扰装置及方法，

36、1、通过设置第一干扰电路和第二抗干扰电路将旋变解码芯片与旋变电路交互的正弦激励信号、余弦激励信号、正弦差分信号和余弦差分信号进行滤波，消除了交互信号由于环境的干扰造成的故障，使得输出的信号更加准确；

37、2、通过设置的故障消除过程，能够在短时间内对干扰造成的故障进行消除，处理更加及时，可靠性高，避免出现由于干扰造成故障就停止作业，影响作业进程；

38、3、通过干扰电路的设置以及故障消除过程的设定，能够在不增加过多硬件设施的情况下进行干扰和故障的消除，节省时间，降低成本。

39、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。