發(fā)布時間：2023-05-09 19:53

　　旋轉變壓器以其高效、可靠、環(huán)境耐受性強,常常被用于電動汽車和伺服控制領域中的位置和速度的測量。旋轉變壓器通過把高頻輸入信號轉換成成一定函數(shù)關系的待解碼信號。然而,要從該輸出信號中獲取有用的角位置信息,具有非常大的難度。因此,本課題設計了基于單芯片的解碼系統(tǒng),并在研究該系統(tǒng)的基礎上提出了一種高精度線性解碼技術的方案,針對解碼算法中的誤差進行分析后,提出了精度補償算法,并針對誤差補償后最終的解碼誤差進行了理論計算,為了進一步驗證該技術的可行性和有效性,對該方案所涉及的電路和各模塊的程序實現(xiàn),進行了仿真分析。通過仿真數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)作對比,總結了兩種解碼思路各自的特點及應用范圍,具有重要的研究意義和廣泛的工程實用價值。首先,論文闡述了課題研究的背景及其旋轉變壓器解碼技術在國內外發(fā)展現(xiàn)狀,同時構建了單芯片解碼系統(tǒng),并對該系統(tǒng)中涉及的重要電路進行了詳細的理論分析、實際測試,組成了可靠的解碼系統(tǒng),編寫了上位機測試界面,并針對串口上傳的數(shù)據(jù)進行轉換后以數(shù)據(jù)和圖形曲線顯示。其次,對跟蹤型軸角轉換算法的研究基礎上,提出了線性解碼算法,并對線性解碼算法進行了理論推導和建模分析驗證,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
        1.2.1 角位置傳感器的發(fā)展及應用現(xiàn)狀
        1.2.2 旋轉變壓器解碼技術的發(fā)展趨勢
    1.3 論文主要研究的內容及章節(jié)安排
2 旋轉變壓器單芯片解碼系統(tǒng)電路設計
    2.1 旋轉變壓器概述
        2.1.1 正余弦旋轉變壓器的工作原理
        2.1.2 正余弦旋轉變壓器畸變消除
    2.2 跟蹤型軸角轉換芯片解碼法分析
    2.3 硬件電路設計整體方案
    2.4 解碼電路設計
        2.4.1 AD2S1210管腳配置及功能描述
        2.4.2 AD2S1210配置電路
        2.4.3 激勵信號處理電路
        2.4.4 正余弦信號處理電路
    2.5 核心控制器電路設計
        2.5.1 STM32F103配置電路
        2.5.2 通信接口電路
        2.5.3 電源電路
    2.6 本章小結
3 提高精度的線性解碼技術研究
    3.1 線性解碼技術簡介
    3.2 線性解碼算法的原理及補償技術
        3.2.1 線性解碼算法的變換原理
        3.2.2 提高精度方法
        3.2.3 算法建模仿真分析
    3.3 基于可編程邏輯器件的角位移測量系統(tǒng)電路設計
        3.3.1 數(shù)模轉換電路
        3.3.2 增益調節(jié)電路
        3.3.3 低通濾波器電路
        3.3.4 AD轉換電路設計
    3.4 本章小結
4 旋轉變壓器解碼系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
    4.1 控制器軟件整體結構
    4.2 控制程序及算法程序設計
        4.2.1 AD2S1210通信接口配置程序
        4.2.2 UART接口程序
        4.2.3 激勵信號產生程序
        4.2.4 ADC轉換程序
        4.2.5 線性解碼算法程序
    4.3 上位機軟件程序設計
        4.3.1 單片機與上位機界面通信設計
        4.3.2 上位機軟件框架及界面
    4.4 本章小結
5 系統(tǒng)實驗及誤差分析補償技術
    5.1 實驗準備與系統(tǒng)調試
        5.1.1 實驗準備
        5.1.2 系統(tǒng)調試
        5.1.3 實驗數(shù)據(jù)
        5.1.4 實驗結論
    5.2 解碼系統(tǒng)誤差分析
        5.2.1 幅值不平衡誤差
        5.2.2 不完全正交誤差
        5.2.3 感應諧波誤差
        5.2.4 相移誤差
        5.2.5 激勵諧波誤差
    5.3 誤差補償方法
        5.3.1 系統(tǒng)硬件電路設計方面
        5.3.2 系統(tǒng)軟件設計方面
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 論文研究總結
    6.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3812291