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基于感应同步器的数字跟踪脉冲调宽型测角系统研究

侯岳  
【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。


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