旋转变压器高精度解码算法研究及系统实现

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旋转变压器以其高效、可靠、环境耐受性强,常常被用于电动汽车和伺服控制领域中的位置和速度的测量。旋转变压器通过把高频输入信号转换成成一定函数关系的待解码信号。然而,要从该输出信号中获取有用的角位置信息,具有非常大的难度。因此,本课题设计了基于单芯片的解码系统,并在研究该系统的基础上提出了一种高精度线性解码技术的方案,针对解码算法中的误差进行分析后,提出了精度补偿算法,并针对误差补偿后最终的解码误差进行了理论计算,为了进一步验证该技术的可行性和有效性,对该方案所涉及的电路和各模块的程序实现,进行了仿真分析。通过仿真数据与实验数据作对比,总结了两种解码思路各自的特点及应用范围,具有重要的研究意义和广泛的工程实用价值。首先,论文阐述了课题研究的背景及其旋转变压器解码技术在国内外发展现状,同时构建了单芯片解码系统,并对该系统中涉及的重要电路进行了详细的理论分析、实际测试,组成了可靠的解码系统,编写了上位机测试界面,并针对串口上传的数据进行转换后以数据和图形曲线显示。其次,对跟踪型轴角转换算法的研究基础上,提出了线性解码算法,并对线性解码算法进行了理论推导和建模分析验证,并根据实验数据与仿真数据对两种方案进行了对比,总结了各自的特点。同时针对线性解码算法中解码精度有待提高的问题,进行了深入研究,提出了精度补偿算法,使得精度发生了明显改善。最后,根据系统精度对比实验,验证了该系统的满足技术要求,同时对实验数据和解码系统进行分析,对存在的误差进行了理论分析,并通过实验数据对误差曲线进行函数拟合,并对拟合结果进行了验证。论文以实际工程指标为出发点,结合旋转变压器角位移测试平台,完成了对各种分辨率下角位移解码精度的测试与分析,得到了多组解码数据,同时根据解码数据结果,分析其存在的误差原因,提出误差补偿措施,对补偿结果进行了验证。
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