一种自适应抑制误差的旋转变压器解码方法与流程

本发明属于伺服控制领域，涉及一种自适应抑制误差的旋转变压器解码方法，尤其涉及一种基于广义二阶积分器的具有自适应抑制误差功能的旋转变压器解码方法。

背景技术：

在高精度控制中，除了高精密的机械系统和有效的控制策略，位置传感器的高稳定性和高精度对系统控制性能也十分重要。在常用的光栅编码器、霍尔传感器和旋转变压器等转子位置传感器中，旋转变压器由于精度高、结构坚固、可靠耐用，被广泛应用于机器人、机床、飞机、雷达和卫星天线等工业领域。但受安装、制造工艺以及运行环境等影响，尤其在极限高低温或者强振动等极端恶劣环境下，旋转变压器的输出存在误差，干扰电机转速和转角信息的测量结果，影响控制系统性能，因此如何抑制这些误差显得至关重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自适应抑制误差的旋转变压器解码方法，能够有效抑制零位误差、幅值误差和相位误差对解码结果的影响。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种自适应抑制误差的旋转变压器解码方法，包括如下步骤：

一、利用dsogi提取旋转变压器两相信号vαβ的正序分量vα^+′、vβ^+′；

二、然后将步骤一中得到的正序分量vα^+′、vβ^+′作为typeii跟踪锁相环的输入，计算得到准确的转速与转角信息。

进一步的，所述步骤一进一步包括：

存在幅值误差与相位误差的旋转变压器信号经过dsogi提取，得到：

将式(4)转换到fourier频谱分析上，可以得到：

式中，

当ω′＝ω时，可以得到经过dsogi提取的正序分量vα^+′、vβ^+′具有如下关系：

式中，

进一步的，所述步骤二进一步包括：

输入信号vα^+′、vβ^+′分别乘以输出角度的余弦、正弦，然后作差，当趋于零时，然后对误差信号进行调节，使之趋近为0，即可完成输出角对实际角度θ的跟踪，得到电机的转速与转角信息。

本发明的优点：

本发明提出的一种能够自适应抑制误差的旋转变压器解码方法，首先基于双广义二阶积分器(dualsecondordergeneralizedintegrator,dsogi)提取旋转变压器输出信号的正序分量，然后利用typeii跟踪锁相环对获得的正序分量进行计算获得准确的速度和角度信息，该方法能够有效抑制零位误差、幅值误差和相位误差对解码结果的影响。

附图说明

图1为旋转变压器测角系统原理图；

图2为双广义二阶积分器提取正序分量示意图；

图3为广义二阶积分器原理图；

图4为typeii锁相环原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

典型旋转变压器测角系统见图1，假设旋转变压器的输出信号为：

式中：vα、vβ分别为旋转变压器输出的余弦、正弦信号，v1为余弦信号幅值，αv1为正弦信号幅值，σ为相位误差，θ为电机角度。

在三相不对称系统中，通过提取三相不对称电压的对称正序分量进行相位计算是一种有效手段。同样，如果能提取旋转变压器正余弦输出信号的正序分量，就可以计算出准确的转速与角度信息，具体实现如下：

一、首先，利用dsogi提取旋转变压器两相信号vαβ的正序分量。

旋转变压器输出信号vαβ与其瞬间正序分量vαβ⁺的关系如式(2)所示：

式中：表示正交变换算子。

dsogi作为一种新型电流谐波消除方法被应用于电力系统中，本文利用它来实现信号的正交变换，dsogi提取正序分量示意图见图2。

广义二阶积分器原理见图3，其传递函数为：

式中：ω′为系统共振频率，ω为输入信号频率，k为广义二阶积分器控制参数，v为输入信号，v′与qv′为输出的正交信号。

存在幅值误差与相位误差的旋转变压器信号经过dsogi提取，联合式(1)与式(3)可以得到：

将式(4)转换到fourier频谱分析上，可以得到：

式中，

当ω′＝ω时，可以得到，经过dsogi提取的正序分量vα^+′、vβ^+′具有如下关系：

式中，

利用三角函数可以证明τ等于γ，因此，经过dsogi提取的正序分量vα^+′、vβ^+′是一组幅值相等、相位正交的信号，抑制了原输出信号vα、vβ中的幅值误差与相位误差。

二、然后将得到的正序分量vα^+′、vβ^+′作为typeii跟踪锁相环的输入，进行计算以获得准确的转速与转角信息，见图4。

其中，输入信号vα^+′、vβ^+′分别乘以输出角度的余弦、正弦，然后作差，当趋于零时，然后对误差信号进行调节，使之趋近为0，即可完成输出角对实际角度θ的跟踪，得到电机的转速与转角信息。

上述计算表明该旋转变压器解码方法能够自适应消除旋转变压器输出信号的误差，不论幅值误差与相位误差如何变化，都可以通过dsogi提取旋转变压器输出信号的对称正序分量，再通过typeii跟踪锁相环计算得到准确地转速与转角信息，实现对误差的抑制。