一种RVDT信号仿真电路、方法及装置与流程

本发明涉及信号仿真技术领域，具体涉及一种RVDT(Rotary Variable Differential Transformer，旋转可变差动变压器)信号仿真电路、方法及装置。

背景技术：

RVDT的中文释义是旋转可变差动变压器，属于角位移传感器的一种，RVDT可以将机械位移信号转换成电信号输出；RVDT可应用于球阀阀位、液压泵、叉车、机器人、风机等设备的传动和反馈控制，特别是在飞机等航天器中具有广泛应用。因此对RVDT信号进行仿真具有重要意义，特别是在飞机等航天器的应用中，RVDT信号仿真可以模拟机载系统中真实的RVDT传感器信号，以验证地面测试设备的正确性，辅助飞机机载系统的地面调试。

RVDT信号仿真主要是对RVDT的电气特性进行模拟，模拟的主要方面是在RVDT的传感器初级线圈接收激励信号输入时，模拟RVDT的传感器次级线圈输出与激励信号相应的差分信号。

目前主要是通过乘法器、加法器、减法器等仿真硬件电路的组合，来实现RVDT信号仿真；RVDT的接线模式具有多种(如可分为二线制、三线制、四线制等)，不同接线模式的RVDT，模拟输出的差分信号相对于输入的激励信号的函数关系是不同的，而一组仿真硬件电路往往只能实现RVDT一种接线模式下的信号仿真，无法在一组仿真硬件电路中实现多种接线模式的RVDT的信号仿真；为实现多种接线模式的RVDT的信号仿真，则需要为不同接线模式的RVDT分别设置对应的仿真硬件电路，这使得仿真成本较高、仿真实现较为繁琐。因此，如何以较低成本，且便捷的方式兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真，成为了本领域技术人员需要考虑的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种RVDT信号仿真电路、方法及装置，达到以较低成本，且便捷的方式兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种RVDT信号仿真电路，包括：信号采集电路，控制器，和信号输出电路；

所述信号采集电路用于，采集RVDT的传感器初级线圈输入的模拟激励信号，将所述模拟激励信号转换为数字激励信号，并将转换后的数字激励信号传输至所述控制器；

所述控制器用于，确定RVDT当前接线模式，从预置的RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系中，确定与所述RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号，并将所确定的数字差分信号传输至所述信号输出电路；

所述信号输出电路用于，将所述数字差分信号转换为模拟差分信号。

可选的，所述差分信号与激励信号的函数关系，表示，差分信号与激励信号的频率相同，差分信号的幅值随角位移量改变的函数关系；所述控制器用于，根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号，具体包括：

解析所述数字激励信号，确定所述数字激励信号的幅值和频率；

确定当前角位移；

根据所确定的函数关系，确定与所述幅值、频率和所述当前角位移相应的数字差分信号。

可选的，所述控制器用于，根据所确定的函数关系，确定与所述幅值、频率和所述当前角位移相应的数字差分信号，具体包括：

获取预定义的RVDT的传感器次级线圈与初级线圈的变压比，设定的角位移范围上限值；

将所述幅值、频率、所述当前角位移、所述变压比、和所述角位移范围上限值带入所确定的函数关系中，计算出所述数字差分信号。

可选的，所述信号采集电路包括：第一程控信号调理电路，和第一模数转换电路；

所述第一程控信号调理电路用于，受所述控制器的控制，扩大输入传感器初级线圈的模拟激励信号的采集幅度范围；

所述第一模数转换电路，用于受所述控制器的控制，将第一程控信号调理电路处理后的扩大采集幅度范围的模拟激励信号，进行模数转换，并将转换后的数字激励信号传输至所述控制器；

所述信号输出电路包括：第一双通道数模转换电路，第一双路滤波电路，第一双路功率放大电路，第二双通道数模转换电路，第二双路滤波电路，和第二双路功率放大电路；

所述第一双通道数模转换电路用于，对控制器所输出的一端的高通道和低通道的数字差分信号分别进行数模转换处理；

所述第一双路滤波电路用于，对所述第一双通道数模转换电路转换后的高通道和低通道的模拟差分信号分别进行滤波处理；

所述第一双路功率放大电路用于，对所述第一双路滤波电路滤波后的高通道和低通道的模拟差分信号分别进行功率放大处理；

所述第二双通道数模转换电路用于，对控制器所输出的另一端的高通道和低通道的数字差分信号分别进行数模转换处理；

所述第二双路滤波电路用于，对所述第二双通道数模转换电路转换后的高通道和低通道的模拟差分信号分别进行滤波处理；

所述第二双路功率放大电路用于，对所述第二双路滤波电路滤波后的高通道和低通道的模拟差分信号分别进行功率放大处理。

可选的，所述RVDT信号仿真电路还包括：差分信号采集电路；

所述差分信号采集电路用于，采集所述采集信号输出电路所输出的上一次仿真得到的模拟差分信号，并将该模拟差分信号转换成数字差分信号输入所述控制器；

所述控制器还用于，确定所述差分信号采集电路输入的上一仿真得到的数字差分信号的相位，将所确定的相位减去上一仿真所用的数字激励信号的相位，得到补偿相位差；根据所述补偿相位差，对当前仿真计算的数字差分信号进行相位补偿。

可选的，所述差分信号采集电路包括：

第二程控信号调理电路，用于受所述控制器的控制，扩大模拟差分信号的采集幅度范围；

第二模数转换电路，用于受所述控制的控制，将上一次仿真得到的模拟差分信号转换为数字差分信号，并将转换后的数字差分信号输入所述控制器。

本发明实施例还提供一种RVDT信号仿真方法，应用于控制器，所述方法包括：

获取数字激励信号；

确定RVDT当前接线模式，从预置的RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系中，确定与所述RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系；

根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号。

可选的，所述差分信号与激励信号的函数关系，表示，差分信号与激励信号的频率相同，差分信号的幅值随角位移量改变的函数关系；所述根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号包括：

解析所述数字激励信号，确定所述数字激励信号的幅值和频率；

确定当前角位移；

根据所确定的函数关系，确定与所述幅值、频率和所述当前角位移相应的数字差分信号。

可选的，所述RVDT信号仿真方法还包括：

获取上一次仿真得到的数字差分信号；

确定所述上一次仿真得到的数字差分信号的相位；

将所确定的相位减去上一仿真所用的数字激励信号的相位，得到补偿相位差；

根据所述补偿相位差，对当前仿真计算的数字差分信号进行相位补偿。

本发明实施例还提供一种RVDT信号仿真装置，应用于控制器，所述装置包括：

获取模块，用于获取数字激励信号；

函数关系确定模块，用于确定RVDT当前接线模式，从预置的RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系中，确定与所述RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系；

差分信号计算模块，用于根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路，可以通过控制器预置RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，从而在确定仿真所使用的RVDT当前接线模式后，可基于信号采集电路输入的数字激励信号，与RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，计算出与所述数字激励信号相应的数字差分信号；再由信号输出电路对数字差分信号进行数模转换，得到模拟的模拟差分信号，完成RVDT的信号仿真。由于本发明实施例是通过控制器以数据处理方式，计算数字激励信号相应的数字差分信号，并通过在控制器中预置RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，因此可在选择RVDT的任一接线模式进行信号仿真时，实现相应接线模式的差分信号与激励信号的函数关系的调用，并用于数字激励信号相应的数字差分信号的计算，实现在一个RVDT信号仿真电路中兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真的目的，且不同接线模式的RVDT的信号仿真的调整，可以通过调整调用的差分信号与激励信号的函数关系实现，仿真成本较低、仿真实现过程较为便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的控制器计算数字差分信号的示意图；

图3为本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的另一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的再一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的又一结构示意图；

图6为本发明实施例提供的RVDT信号仿真方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的计算数字差分信号的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的补偿差分信号相位的方法流程图；

图9为本发明实施例提供的RVDT信号仿真装置的结构框图；

图10为本发明实施例提供的差分信号计算模块的结构框图；

图11为本发明实施例提供的RVDT信号仿真装置的另一结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

RVDT信号仿真的要求是，RVDT的传感器初级线圈接收激励信号输入时，RVDT的传感器次级线圈需要输出与激励信号相应的差分信号；而由于RVDT的不同接线模式，输出的差分信号与输入的激励信号的函数关系不同，因此兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真成为了RVDT信号仿真中的难题。

本发明实施例为实现不同接线模式的RVDT的信号仿真兼容，主要是采用控制器以软件方式模拟激励信号对应的差分信号输出，并通过预置RVDT各接线模式对应的信号仿真算法(即RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系)，从而在用户选择RVDT的某一接线模式进行信号仿真时，控制器可调用该接线模式对应的信号仿真算法，模拟出该接线模式下激励信号对应的差分信号并输出。通过这种方式，控制器可以基于用户选择的RVDT的任意接线模式，调用用户所选择的接线模式对应的信号仿真算法，在用户所选择的RVDT的接线模式下，实现RVDT信号的仿真，达到在一组电路中兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真的目的。

基于上述思路，图1示出了本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的结构示意图，参照图1，该RVDT信号仿真电路可以包括：信号采集电路10，控制器20，信号输出电路30。

信号采集电路10与控制器20，信号输出电路30与控制器20可通过有线形式连接并通信；

可选的，控制器20可以提供有信号输入接口和信号输出接口，信号采集电路10可连接控制器20的信号输入接口，信号输出电路30可连接控制器20的信号输出接口；

进一步，控制器20可以提供有多个控制接口，控制器20可通过控制接口连接信号采集电路10、信号输出电路30、甚至是其他的相对于控制器20的外部电路；控制器20可对采集电路10、信号输出电路30、或者其他外部电路的工作进行控制。

可选的，控制器20可采用FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)控制器实现，本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路所采用的通信协议，可视FPGA所支持的通信协议而定。

如图1所示，在本发明实施例中，信号采集电路10可以是对RVDT的传感器初级线圈输入的模拟激励信号(模拟形式的激励信号)进行采集，并转换成数字激励信号(数字形式的激励信号)的硬件电路，信号采集电路10所转换后的数字激励信号传输至控制器20进行处理；

可选的，针对采集的激励信号，信号采集电路10还可以扩大激励信号的信号采集幅度范围；相应的，信号采集电路10可通过配置能够扩大信号采集幅度范围的程控信号调理电路、能够进行模数转换的模数转换电路(AD转换电路)等实现；

可选的，信号采集电路10可受控制器20的控制进行激励信号的采集，诸如，受控制器20的控制，扩大激励信号的信号采集幅度范围，受控制器20的控制，实现激励信号由模拟信号到数字信号的转换等。

控制器20提前预置有RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，并可在RVDT信号仿真时，接收用户在上位机40配置的RVDT当前接线模式信息；可选的，控制器所接收的RVDT当前接线模式可锁存到寄存器中(如在控制器采用FPGA控制器时，FPGA控制器的寄存器可锁存所接收的RVDT当前接线模式)；

可选的，用户通过上位机40将配置的RVDT当前接线模式传输给控制器20，仅是使得控制器20确定RVDT当前接线模式的可选方式；用户可通过控制器20所支持的任一通信方式，将所配置的RVDT当前接线模式传输给控制器20；

控制器20确定仿真所使用的RVDT当前接线模式后，可从预置的RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系中，确定与RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，从而计算出与输入控制器20的数字激励信号相应的数字差分信号(数字形式的差分信号)，并输出计算的数字差分信号至信号输出电路30。

信号输出电路30可将控制器20输出的数字差分信号转换成模拟差分信号(模式形式的差分信号)，得到与输入RVDT的传感器初级线圈的模拟激励信号相应的模拟差分信号，完成RVDT的信号仿真；

可选的，信号输出电路30除将数字差分信号转换成模拟差分信号外，还可以对模拟差分信号进行滤波、功率放大等后处理；

相应的，信号输出电路可通过配置能够进行数模转换的数模转换电路(DA转换电路)，能够进行滤波处理的滤波电路，能够进行信号功率放大的功率放大电路等实现。

本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路，可以通过控制器预置RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，从而在确定仿真所使用的RVDT当前接线模式后，可基于信号采集电路输入的数字激励信号，与RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，计算出与所述数字激励信号相应的数字差分信号；再由信号输出电路对数字差分信号进行数模转换，得到模拟的模拟差分信号，完成RVDT的信号仿真。由于本发明实施例是通过控制器以数据处理方式，计算数字激励信号相应的数字差分信号，并通过在控制器中预置RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，因此可在选择RVDT的任一接线模式进行信号仿真时，实现相应接线模式的差分信号与激励信号的函数关系的调用，并用于数字激励信号相应的数字差分信号的计算，实现在一个RVDT信号仿真电路中兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真的目的，且不同接线模式的RVDT的信号仿真的调整，可以通过调整调用的差分信号与激励信号的函数关系实现，仿真成本较低、仿真实现过程较为便捷。

在RVDT信号仿真中，RVDT的电气特性主要体现在，传感器初级线圈接收激励信号输入时，传感器次级线圈输出与激励信号频率相同，幅值随着角位移量的变化而改变的差分信号；

以三线制、四线制接线模式的RVDT为例，设传感器初级线圈激励信号V_EXC＝A*sin2πft，A为激励信号幅值，f为激励信号的频率，V_EXC表示的是电压。设角位移范围为(-Θ_M，Θ_M)，当前角位移为α，K为次级线圈与初级线圈变压比，传感器次级线圈输出双端的差分信号V_A、V_B，V_A表示A端(一般是一个绕组)的电压，V_B表示B端(一般是另一个绕组)的电压；则其中一个通道的差分信号可以表示为V_A＝A*K*sin2πft*(0.5+α/(2Θ_M))，另一个通道的差分信号可以表示为V_B＝A*K*sin2πft*(0.5-α/(2Θ_M))；而在二线制接线模式的RVDT中，传感器次级线圈仅输出单端的差分信号V_A。

本发明实施例可以分析RVDT各接线模式下，激励信号与差分信号的函数关系(如上所示二、三、四线制接线模式下，激励信号与差分信号的函数关系等)，并在控制器中整理并预置RVDT各接线模式对应的激励信号与差分信号的函数关系。

由于传感器初级线圈接收激励信号输入时，传感器次级线圈需要输出与激励信号频率相同，幅值随着角位移量的变化而改变的差分信号，因此控制器在确定RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系后，需要基于激励信号的幅值A、频率f以及当前角位移α等参数，计算数字差分信号；具体的，本发明实施例中，控制器可解析信号输入模块输入的数字激励信号，确定出所述数字激励信号的幅值A、频率f，并确定用户配置的当前角位移α，基于当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，确定出与幅值A、频率f，当前角位移α相应的数字差分信号。

以上述激励信号与差分信号的函数关系为例，可选的，图2示出了控制器计算数字差分信号的一种可选示意图，如图2所示，控制器在接收到信号输入模块输入的数字激励信号后，可解析该数字激励信号，确定所述数字激励信号的幅值A、频率f；

可选的，幅度A可通过采集激励信号的波形，提取波形的幅值最大值求得，频率f可以通过测量激励信号的波形的过零点的时间测量；进一步，控制器还可以确定所述数字激励信号的相位，该相位可通过查找波形查找表求出；

可选的，控制器可接收用户通过上位机配置的RVDT当前接线模式、当前角位移α，并获取预定义的RVDT的传感器次级线圈与初级线圈的变压比K，设定的角位移范围上限值Θ_M；从而控制器可确定预置的RVDT当前接线模式对应的激励信号与差分信号的函数关系，将所述数字激励信号的幅值A、频率f，用户所配置的当前角位移α，预定义的次级线圈与初级线圈变压比K，设定的角位移范围上限值Θ_M带入所确定的函数关系中，计算出数字差分信号。

可选的，控制器所计算的每一端的差分信号可以具有高通道值和低通道值，相应的，信号输出电路针对控制器所计算的每一端的差分信号，需要分别进行高通道值和低通道值的双通道数模转换、滤波、功率放大等处理；

可选的，图3示出了本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的另一结构示意图，结合图1和图3所示，在图3中，信号采集电路10，信号输出电路30的结构得到了细化；

具体的，信号采集电路10可以包括：第一程控信号调理电路11，第一模数转换电路12(第一AD转换电路)；

第一程控信号调理电路11可以扩大输入传感器初级线圈的模拟激励信号的采集幅度范围，使得后级的第一AD转换电路12能够得到满量程的模拟激励信号；可选的，第一程控信号调理电路11可以在控制器20的控制下，实现模拟激励信号的可控增益调理功能，有效扩大模拟激励信号的采集幅度范围，相应的，控制器20中可设置用于控制第一程控信号调理电路的控制程序；

第一AD转换电路用于将第一程控信号调理电路处理后的扩大采集幅度范围的模拟激励信号，进行模数转换，转换后的数字激励信号输出到控制器20；可选的，第一AD转换电路可在控制器的控制下实现模数转换功能，相应的，控制器20中可设置用于控制第一AD转换电路的控制程序。

信号输出电路30由于需要对控制器所计算的每一端的差分信号，分别进行高通道值和低通道值的双通道处理，因此在本发明实施例中，信号输出电路30可以针对每一端的差分信号，分别设置双通道的处理电路；

如图3所示，信号输出电路30可以包括：第一双通道数模转换电路(第一双通道DA转换电路)31，第一双路滤波电路32，第一双路功率放大电路33，第二双通道数模转换电路(第二双通道DA转换电路)34，第二双路滤波电路35，第二双路功率放大电路36；

其中，第一双通道DA转换电路31可以对控制器所输出的一端的高通道和低通道的数字差分信号分别进行数模转换处理；如控制器所输出的一端的数字差分信号V_A的高通道数字差分信号和低通道数字差分信号，可通过第一双通道DA转换电路31的处理，转换成高通道模拟差分信号V_A1和低通道模拟差分信号V_A2；第一双路滤波电路32可对第一双通道DA转换电路31转换后的高通道模拟差分信号V_A1和低通道模拟差分信号V_A2，分别进行滤波处理；第一双路功率放大电路33可对第一双路滤波电路32滤波后的高通道模拟差分信号V_A1和低通道模拟差分信号V_A2，分别进行功率放大处理，得到功率放大后的高通道模拟差分信号V_A-H，及低通道模拟差分信号V_A-L，从而得到一端的模拟差分信号V_A；

同理，控制器所得到的另一端的数字差分信号V_B的高通道数字差分信号和低通道数字差分信号，可通过第二双通道DA转换电路34的处理，转换成高通道模拟差分信号V_B1和低通道模拟差分信号V_B2，高通道模拟差分信号V_B1和低通道模拟差分信号V_B2再经过第二双路滤波电路35的处理，实现对高通道模拟差分信号V_B1和低通道模拟差分信号V_B2的滤波；滤波后的高通道模拟差分信号V_B1和低通道模拟差分信号V_B2，再经过第二双路功率放大电路36的处理，得到功率放大后的高通道模拟差分信号V_B-H，及低通道模拟差分信号V_B-L，从而得到另一端的模拟差分信号V_B。

可选的，本发明实施例可在RVDT的当前接线模式为3线、4线制时，计算差分信号V_A，V_B，而在RVDT的当前接线模式为2线制时，只需计算差分信号V_A，实现信号仿真输出；

作为一个可选示例，四线制时，V_A-H＝V_A/2，V_A-L＝-V_A/2，V_B-H＝V_B/2，V_B-L＝-V_B/2；三线制时，V_A-H＝V_A，V_A-L＝0，V_B-H＝V_B，V_B-L＝0；二线制时，只需计算V_A即可，相应的，V_A-H＝V_A/2，V_A-L＝-V_A/2。

在现有技术中，由于是通过乘法器、加法器、减法器等硬件电路的组合，来进行RVDT信号的仿真，由于各级硬件电路的延时将导致差分信号和激励信号的相位产生偏差，导致仿真结果存在误差；现有技术为解决这种偏差，一般是通过设置硬件补偿电路，来进行相位偏差的补偿，然而，硬件补偿电路的设置容易造成电路的震荡，且无法实现传感器工作频率范围内的自适应的相位补偿；

为更好的解决差分信号和激励信号的相位偏差，所导致的仿真结果存在误差的问题，且减少相位偏差补偿过程中的电路震荡，实现传感器工作频率范围内的自适应的相位补偿，图4示出了本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路的再一结构示意图，结合图1和图4所示，在图1的基础上，图4所示RVDT信号仿真电路还包括：差分信号采集电路50；

差分信号采集电路50可用于，采集信号输出电路30所输出的上一次仿真得到的模拟差分信号，并转换成数字差分信号输入控制器20；

可选的，针对所采集的信号输出电路输出的上一次仿真得到的模拟差分信号，差分信号采集电路50还可以扩大模拟差分信号的信号采集幅度范围；

相应的，差分信号采集电路50可以通过配置能够扩大信号采集幅度范围的程控信号调理电路、能够进行模数转换的模数转换电路等实现；需要说明的是，差分信号采集电路50所配置的程控信号调理电路，模数转换电路与信号采集电路所配置的程控信号调理电路，模数转换电路的原理可以相同，但不是同一硬件；

可选的，差分信号采集电路50可以在控制器20的控制下，实现模拟差分信号的可控增益调理功能，有效扩大模拟差分信号的采集幅度范围，同时，差分信号采集电路50可以在控制器20的控制下进行模数转换。

控制器20在接收差分信号采集电路50输入的上一次仿真得到的数字差分信号后，可解析该数字差分信号的相位，确定出该数字差分信号的相位θ1，将该数字差分信号的相位θ1，减去，上一次仿真时输入控制器的数字激励信号的相位θ2，得到补偿相位差θ1-θ2；控制器20将在当前仿真时，根据该补偿相位差，对当前仿真计算的数字差分信号进行相位补偿；

即控制器20可根据上一次仿真得到的差分信号的相位，和上一次仿真对应的激励信号的相位，计算出控制器当前仿真时的补偿相位差，该补偿相位差将在控制器当前仿真时得到的差分信号相对于激励信号的相位偏差进行补偿；

如针对第2次仿真得到的差分信号，控制器可基于第2次仿真得到的差分信号和第2次仿真所用的激励信号的相位，更新补偿相位差，更新的补偿相位差将在第3次仿真计算差分信号时，补偿差分信号相对于激励信号的相位偏差；

进一步，由于第一次进行信号仿真时，并不存在上一次仿真得到的差分信号，因此本发明实施例可默认第一次信号仿真时的补偿相位差为零；

值得注意的是，本发明实施例通过上一次仿真得到的差分信号与上一次仿真所用的激励信号的相位差，补偿当前仿真得到的差分信号的相位，目的是为使得补偿相位差趋近于零，使得差分信号和激励信号的相位趋近于无偏差。

可选的，仿真得到的差分信号可能存在多端的值，在对差分信号和激励信号进行相位偏差的补偿时，上一次仿真得到的一个端的差分信号与上一次仿真所用的激励信号的相位差，可用于补偿当前仿真时，该端仿真得到的差分信号与激励信号的相位偏差；

如图5所示，以对次级线圈电压V_A的相位补偿为例，上一次仿真得到的V_A_H、V_A_L将整体作为上一次仿真得到的差分信号V_A；差分信号采集电路50的第二程控信号调理电路51采集由信号输出电路30输出的上一次仿真得到的模拟差分信号V_A后，差分信号采集电路50的第二模数转换电路(第二AD转换电路)52将上一次仿真得到的模拟差分信号V_A，转换为数字差分信号并输入控制器20；控制器20可解析上一次仿真得到的数字差分信号V_A的相位θ1，将解析得到的相位θ1，减去上一次仿真所用的激励信号的相位θ2，得到用于本次仿真时进行差分信号V_A的相位偏差补偿的补偿相位差，该补偿相位差将在本次仿真时，补偿本次仿真的数字差分信号V_A与激励信号的相位偏差；

可选的，针对次级线圈电压V_B的相位补偿的方式，与上述描述的针对次级线圈电压V_A的相位补偿的方式同理，可相互参照。

本发明实施例提供的RVDT信号仿真电路，除可以在一个RVDT信号仿真电路中兼容不同接线模式的RVDT的信号仿真，实现成本较低、仿真实现过程较为便捷的RVDT信号仿真外；还可以通过计算上一次仿真得到的差分信号与上一次仿真所用的激励信号的相位差，补偿本次仿真对应的差分信号与激励信号的相位偏差，减小差分信号和激励信号的相位偏差，提升仿真得到的差分信号的准确性；同时，区别于现有通过手动调节变压器次级线圈侧连接的可调电阻的电阻值，来实现RVDT信号仿真的方式，本发明实施例可实现RVDT信号仿真的自动化。

下面以控制器的角度，对本发明实施例提供的RVDT信号仿真方法进行介绍，下文描述的RVDT信号仿真方法，可与上文描述的RVDT信号仿真电路的内容相互参照。

图6为本发明实施例提供的RVDT信号仿真方法的流程图，该方法可应用于控制器，该控制器可以选用FPGA控制器等数据处理电路实现，参照图6，该方法可以包括：

步骤S100、获取数字激励信号；

可选的，控制器可以获取信号采集电路采集并经模数转换后的数字激励信号。

步骤S110、确定RVDT当前接线模式，从预置的RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系中，确定与所述RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系；

在本发明实施例中，控制器预置有RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，从而可在用户选择任一RVDT的接线模式进行信号仿真时，本发明实施例可调用相应的差分信号与激励信号的函数关系，实现差分信号的计算和输出；

可选的，RVDT当前接线模式可以由用户在上位机中配置后，传输至控制器；

控制器在确定了RVDT当前接线模式后，可调用预置的与该RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，用于本次的信号仿真。

步骤S120、根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号。

由于，本发明实施例可在控制器中预置RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系，因此可在选择RVDT的任一接线模式进行信号仿真时，实现相应接线模式的差分信号与激励信号的函数关系的调用，并用于数字激励信号相应的数字差分信号的计算，实现在一个RVDT信号仿真电路中兼容不同接线模式的RVDT信号仿真的目的。

可选的，RVDT的任一接线模式下，差分信号与激励信号的函数关系，可以表示为，差分信号与激励信号的频率相同，差分信号的幅值随角位移量改变的函数关系；即RVDT的传感器初级线圈接收激励信号输入时，传感器次级线圈输出与激励信号频率相同，幅值随着角位移量的变化而改变的差分信号；具体的函数关系表达式，可参照RVDT信号仿真电路部分的描述；

相应的，图7示出了控制器根据本次仿真所用的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号的方法流程，参照图7，该方法可以包括：

步骤S200、解析所述数字激励信号，确定所述数字激励信号的幅值和频率；

步骤S210、确定当前角位移；

步骤S220、根据所确定的函数关系，确定与所述幅值、频率和所述当前角位移相应的数字差分信号。

可选的，本发明实施例可以获取预定义的RVDT的传感器次级线圈与初级线圈的变压比，设定的角位移范围上限值；从而将所述幅值、频率、所述当前角位移、所述变压比、和所述角位移范围上限值带入所确定的函数关系中，计算出所述数字差分信号。

进一步，本发明实施例在每次的计算数字差分信号时，可通过上一次仿真得到的差分信号与上一次仿真所有的激励信号的相位差，进行所计算的数字差分信号的相位补偿；

可选的，图8示出了本发明实施例提供的补偿差分信号相位的方法流程图，参照图8，该方法可以包括：

步骤S300、获取上一次仿真得到的数字差分信号；

可选的，控制器可获取差分信号采集电路从信号输出电路采集，并经模数转换后的数字差分信号。

步骤S310、确定上一仿真得到的数字差分信号的相位；

步骤S320、将所确定的相位减去上一仿真所用的数字激励信号的相位，得到补偿相位差；

步骤S330、根据所述补偿相位差，对当前仿真计算的数字差分信号进行相位补偿。

通过图8所示方法，可通过上一次仿真得到的差分信号与上一次仿真所有的激励信号的相位差，对每一次仿真计算的数字差分信号进行相位补偿，减小差分信号和激励信号的相位偏差，提升仿真得到的差分信号的准确性。

可选的，仿真得到的差分信号可能存在多端的值，上一次仿真得到的一个端的差分信号与上一次仿真所用的激励信号的相位差，可用于补偿当前仿真时，该端仿真得到的差分信号与激励信号的相位偏差。

本发明实施例还提供一种RVDT信号仿真装置，该RVDT信号仿真装置可以认为是控制器为实现上述描述的RVDT信号仿真方法所需设置的功能模块架构，具体内容可以相互参照；控制器可烧入或写入与下述功能模块架构对应的程序，实现RVDT信号仿真方法的实施。

图9为本发明实施例提供的RVDT信号仿真装置的结构框图，该装置可应用于控制器，参照图9，该装置可以包括：

获取模块100，用于获取数字激励信号；

函数关系确定模块200，用于确定RVDT当前接线模式，从预置的RVDT各接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系中，确定与所述RVDT当前接线模式对应的差分信号与激励信号的函数关系；

差分信号计算模块300，用于根据所确定的函数关系，计算与所述数字激励信号相应的数字差分信号。

可选的，图10示出了差分信号计算模块300的可选结构，参照图10，差分信号计算模块300可以包括：

解析单元310，用于解析所述数字激励信号，确定所述数字激励信号的幅值和频率；

角位移确定单元320，用于确定当前角位移；

计算单元330，用于根据所确定的函数关系，确定与所述幅值、频率和所述当前角位移相应的数字差分信号。

可选的，计算单元330，具体可用于，将所述幅值、频率、所述当前角位移、预定义的RVDT的传感器次级线圈与初级线圈的变压比，设定的角位移范围上限值带入所确定的函数关系中，计算出所述数字差分信号。

可选的，图11示出了RVDT信号仿真装置的另一结构框图，结合图9和图11，该装置还可以包括：

差分信号获取模块400，用于获取上一次仿真得到的数字差分信号；

相位确定模块500，用于确定上一仿真得到的数字差分信号的相位；

相位差确定模块600，用于将所确定的相位减去上一仿真所用的数字激励信号的相位，得到补偿相位差；

相位补偿模块700，用于根据所述补偿相位差，对当前仿真计算的数字差分信号进行相位补偿。

可选的，仿真得到的差分信号可能存在多端的值，上一次仿真得到的一个端的差分信号与上一次仿真所用的激励信号的相位差，可用于补偿当前仿真时，该端仿真得到的差分信号与激励信号的相位偏差。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。