[发明专利]基于FPGA的旋转变压器线性变换方法及变换器

权利要求书

1.一种基于FPGA的旋转变压器线性变换方法，其特征是，包括下列步骤：

步骤1：获取四路不同相位正余弦信号：旋转变压器输出信号解调之后会得到一路正弦信号αU_m sin(θ)和一路余弦信号αU_m cos(θ)，对其进行归一化处理，移除幅值得到：

S₁＝sin(θ)

S₂＝cos(θ)

根据正余弦信号的固有性质，两路信号相加并进行一定的幅值调整之后得到：

$S_3=\frac{\sqrt{2}}{2}(sin\mathrm{\θ}+cos\mathrm{\θ})=\sin (\mathrm{\θ}+\frac{\mathrm{\π}}{4})$

同样的方式，两路信号相减并进行相应的幅值调整之后得到：

$S_4=\frac{\sqrt{2}}{2}(sin\mathrm{\θ}-cos\mathrm{\θ})=\sin (\mathrm{\θ}-\frac{\mathrm{\π}}{4})$

步骤2：根据四路信号的符号和幅值大小把整个周期[0,2π]平均分成8个部分，并进行相应的编码；

步骤3：对步骤1中得到的四路信号取绝对值，然后再对取绝对值后的信号进行取小运算，得到一个伪线性信号：min(|S₁|,|S₂|,|S₃|,|S₄|)，由于正弦信号在零点附近有sinθ≈θ，则每一个伪线性线段具有近似1或-1的斜率；

步骤4：得到角度θ的初步估计值根据得到的伪线性信号处于上升段还是下降段，将步骤2中得到的每个区间再平均分成两段，对于经过细分后[0,2π]上16段区间的伪线性信号，进行以下操作：第2n-1段区间上的伪线性信号向上平移(n-1)π/4，第2n段区间上的伪线性信号以y＝nπ/8为轴作轴对称的映射，其中n＝1,2,…8，具体表述为：

在(n-1)π/4<θ≤(2n-1)π/8区间，取在(2n-1)π/8<θ≤nπ/4区间，取这样由伪线性信号得到角度θ的初步估计值

还包括对进行补偿校正步骤：选取一个与误差变化规律类似的非线性信号对得到的伪线性信号min(|S₁|,|S₂|,|S₃|,|S₄|)进行补偿，采用如下校正算法：用代替步骤4中的min(|S₁|,|S₂|,|S₃|,|S₄|)进行同样的操作，其中，k是一个待选取的系数能够使校正后的估计值与真实值之间的误差最小。