[发明专利]一种适用于变速条件的旋转变压器信号转换器

说明书

本发明公开了一种适用于变速条件的旋转变压器信号转换器，其包括有励磁信号发生器、乘积检波器、反正切解调器、相敏检测器和三阶角度跟踪器。励磁信号发生器产生励磁信号；乘积检波器完成对旋转变压器输出信号的检波；反正切解调器产生角速度前馈量；相敏检波器根据角位置估计值和检波后信号，产生角位置误差信号；三阶角度跟踪器根据角位置误差信号和角速度前馈量，计算得到角位置估计值和角速度估计值。本发明可有效拓展三阶角度跟踪器的带宽，改善其动态性能，更适用于变速条件。

技术领域

本发明涉及一种适用于变速条件的旋转变压器信号转换器，更确切的说，是指一种适合在变速条件下对旋转变压器输出信号解调，获取转子角位置和角速度信息的信号转换器。

背景技术

旋转变压器是一种抗干扰能力强、精度高的轴角传感器，广泛应用于工业、农业、航天等领域，在伺服控制领域更有着不可替代的作用。

目前旋转变压器的解调方案包括：反正切法、角度跟踪法和伪线性化方法。反正切法通过反正切运算和差分运算获取角位置和角速度信息，动态性能好，但精度不高；角度跟踪法由乘法器、压控振荡器、放大器组成闭环系统，使估计值逐渐逼近实际值，以获取角位置和角速度信息，该方法干扰抑制能力强，但是带宽低、动态性较差；伪线性化方法对旋转变压器输出信号进行伪线性化处理，输出与角位置成比例的伪线性化信号，通过差分法获取角速度信息，该方法成本低，但是解调精度最差。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于变速条件的旋转变压器信号转换器，该旋转变压器信号转换器将反正切法获取的角速度信息作为前馈量对三阶角度跟踪器进行补偿，最终获取角位置估计值和角速度估计值。该转换器在匀速条件下性能与三阶角度跟踪器相近；在变速条件下，能够拓展三阶角度跟踪器的带宽，改善三阶角度跟踪器动态性能，输出精度比三阶角度跟踪器提升一倍以上。

本发明的一种适用于变速条件的旋转变压器信号转换器，其包括有励磁信号发生器（3）、乘积检波器（4）、反正切解调器（5）、相敏检测器（6）和三阶角度跟踪器（7）；

励磁信号发生器(3)产生励磁信号V_ex；

乘积检波器（4）对旋转变压器输出信号进行乘积检波，由乘法器1（41）、乘法器2（42）、滤波器（43）、滤波器2（44）、放大器1（45）和放大器2（46）组成；旋转变压器输出的正弦调制信号V_sin 经乘法器1（41）与励磁信号发生器（4）产生的励磁信号V_ex相乘，所得乘积信号经滤波器1（43）滤波和放大器1（45）放大后，输出检波后正弦包络信号V_s；旋转变压器输出的余弦调制信号V_cos经乘法器2（42）与励磁信号发生器（4）产生的励磁信号V_ex相乘，所得乘积信号经滤波器2（44）滤波和放大器2（46）放大后，输出检波后余弦包络信号V_c；