基于感应同步器的数字跟踪脉冲调宽型测角系统研究

【摘要】：通过两个码盘上平面绕组之间的电磁耦合，以非接触方式精确地检测机械角度，这就是圆感应同步器的基本原理。因其绕组均匀的分布在码盘上，所以某点位置的误差被均化在整个平面上，因此具有较高的精度。由于是基于电磁耦合的原理，所以非铁磁材料的污染(如油污、灰尘等)不会对其产生影响，因此具有较好的抗干扰性能。因其码盘可以用钢铁等高强度材料作为基质，所以其会有很高的可靠性。 本文的主要研究内容有:(1)脉冲调宽激磁方波生成算法的研究：利用脉冲调宽的方式生成两相激磁方波，使方波的基波成分的幅值与对应的方波宽度的正弦值成正比例关系。(2)控制算法的研究：根据计算和仿真，找到一种有效的高速的闭环跟踪控制算法，使其能良好的工作，满足设计的要求。(3)绝对位置检测方案的研究：提出一种全新的特殊的绝对位置检测方案，使感应同步器在不依赖于旋转变压器的条件下，依靠感应同步器本身就能进行绝对位置的检测。(4)角度细分算法及方案的研究：提出两种特殊的角度细分算法及方案，以达到解决分辨率与转速之间的矛盾的目的。(5)激磁与反馈模块的硬件电路设计：激磁电路主要包括方波生成、滤波、功率放大等，反馈信号的处理包括前置放大，滤波，差分输出等，对这些功能的电路进行计算仿真及设计。(6)硬件电路的设计与制作。(7)FPGA算法及程序设计：本课题控制算法利用FPGA来实现，利用Verilog HDL语言对FPGA进行编程。(8)利用角度传感器验证平台进行验证，达到1/10000度分辨率和10000r/min的跟踪速度，静态精度达到3角秒。