[发明专利]确定分解器角度的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于分解器确定角度的方法以及一种用于通过 分解器确定角度的设备，用于通过分解器确定角度。

背景技术

在上下文中，分解器一般指的是具有用于激励信号的至少一个输入端 和用于响应信号的至少两个输出端的装置。激励信号和响应信号两者都是 AC信号。当分解器的初级绕组和次级绕组相对于彼此移位时，响应信号 发生改变。初级绕组和次级绕组之间的角度可以例如通过使用现有三角函 数利用响应信号确定。

通常使用的变换器型的分解器在初级侧具有输入端而在次级侧上具有 两个输出端。分解器初级绕组具有磁化绕组，其被供以恒定波幅和频率的 交流电流作为激励信号。次级绕组包括两个绕组，它们相对彼此垂直地布 置在磁路中，其方式使得对激励信号的相应以调幅的形式出现在次级绕组 中感应的电压中，由于所述绕组的垂直布置使得相位差为90度。所述初 级绕组和次级绕组之间的角度基于次级信号之间的波幅差进行确定。当该 分解器中的信号之间的相位差是90度时，这些信号的波幅直接对应于所 述初级绕组和次级绕组之间的角度的正铉和余铉，并且该角度可以通过利 用弧状正切函数根据这些信号确定。

为了能精确地确定所述角度，需要过滤所述次级信号以从它们中去除 所有干扰。这些包括例如加到信号中的DC电压以及失真。所述干扰能例 如通过用合适的模拟或数字滤波器过滤这些信号而被消除。

在许多伺服驱动装置中，需要非常精确的角度测量。这对滤波提出了 挑战。事实上，需要滤波量级(filter order)至少超过10、通常超过20的滤 波器。通过模拟技术制作该种滤波器是可能的，但结果是一种复杂的滤波 器，其增加了系统的成本。而且，模拟部件的温度漂移和类似缺陷影响滤 波结果。

实际上，分解器的响应信号利用微处理器进行滤波。例如，说明书 US 6,255,794 B1公开了一种用于确定分解器角度的方法，其中响应信号使 用FIR(有限脉冲响应(finite impulse resonse))带通滤波器进行滤波。此类 方法存在的问题是，高阶FIR滤波器需要处理器具有非常大的计算能力。 为了以视觉方式展现该情况，图3示出8阶FIR滤波器的结构。该图中滤 波器的算法具有如下形式：

y_n＝a₀x_n+a₁x_n-1+...+a₈x_n-8

每次在取样缓冲器中接收到新数值X_n时对滤波器进行计算。由于所 述取样缓冲器以很高的频率更新，算法也必需以高的频率进行计算。每次 在所述取样缓冲器更新时，计算在图中提供的八级滤波器需要九次加法和 乘法运算。由于经常需要使用20阶过滤器以获得较好的滤波结果，因此 导致很长且繁重的计算算法，占用了处理器大部分计算能力。

说明书“Martin Staebler，用于获得分解器角位置和速度的 TMS320F240 DPS解决方案，德克萨斯仪器公司(Texas Instruments)，应 用报告SPRA605，2000年2月”；US6255794B；以及“A.O.Di Tommaso， R.Miceli，一种基于分解器-数字转换器的新式高精度软件，工业电子协会 学报，2003.IECON′03，IEEE年会，2-6.11.2003，第2435-2440页”；描述 了一些方法和设备，其中分解器输出信号经受FIR滤波。然而，用以上说 明中描述的方式确定分解器角度需要很大的计算能力，这就是所建议的方 法和设备实施起来比较昂贵且比较复杂的原因。

发明内容

本发明的目的是公开一种方法和设备，借助该方法和设备，能够通过 较之现有技术更少的计算来精确确定分解器角度。

根据本发明，提供了一种用于借助于分解器确定角度的方法，所述分 解器具有用于激励信号的输入端和用于响应信号的至少两个输出端，在所 述方法中包括

-将频率基本恒定的激励信号提供给分解器，

-测量分解器响应信号，

其特征在于，所述方法还包括

-计算相应于测量的响应信号值的FIR滤波，以及将计算点和与这些 计算点相对应的计算结果数值组A1存储在存储器中；