[发明专利]一种旋转变压器的包络信号检测方法

说明书

本发明公开了一种旋转变压器的包络信号检测方法，通过分析旋转变压器输出的正弦信号、余弦信号特征，构建正弦信号、余弦信号的表达式：对正弦信号、余弦信号进行低通滤波，得到滤波后的第一余弦信号、第一正弦信号；在预设角速度下，计算得到余弦信号幅值、正弦信号幅值、余弦信号偏移角β_cos、正弦信号偏移角β_sin、一次谐波幅值a₁；将其带入第一余弦信号、第一正弦信号表达式，计算校准后的正弦包络信号、余弦包络信号。本发明能够准确得到旋转变压器输出的包络信号，完全去除幅值不均、相移、谐波扰动误差，特别是一次谐波干扰，提高旋转变压器的性能。

技术领域

本发明涉及旋转变压器领域，具体涉及旋转变压器的包络信号检测方法。

背景技术

旋转变压器具有稳定性好、成本低、精度高、抗干扰性强等优点，是一种广泛应用的角位移传感器，在机器人控制、转台控制、工业机床、目标跟踪等领域都起着重要的作用。

旋转变压器作为控制系统中角位置和角速度的测量反馈装置，其精度高低决定了控制效果的好坏。在理想情况下，旋转变压器输出的包络信号应是幅值相等，且完全正交的正余弦信号。然而，由于自身制造安装、励磁信号失真以及存在谐波干扰等原因，旋转变压器的输出信号不可避免地存在幅值不均、相移、谐波扰动等误差，直接从这些输出信号中解算出来的转角值会包含误差角，降低了系统精度，因此，必须对其进行校准，得到精确的旋转变压器包络信号，提高旋转变压器精确性。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种旋转变压器的包络信号检测方法，能够准确得到旋转变压器输出的包络信号，完全去除幅值不均、相移、谐波扰动误差，特别是一次谐波干扰，提高旋转变压器的性能。

本发明提供了一种旋转变压器的幅值分析方法，包括：

步骤S1，分析所述旋转变压器输出的正弦信号、余弦信号特征，构建所述正弦信号、所述余弦信号的表达式：

其中，y_cos、y_sin分别为所述旋转变压器输出的所述余弦信号、所述正弦信号，a_cos、a_sin分别为所述余弦信号、所述正弦信号幅值，β_cos、β_sin分别为所述余弦信号、所述正弦信号偏移角，a₁cos(wt)表示一次谐波，表示二次以上谐波，a₁为所述一次谐波幅值，a_n为所述n次谐波幅值，w表示被测对象角速度，t表示时间；

步骤S2，对所述正弦信号、所述余弦信号进行低通滤波，得到滤波后的第一余弦信号、第一正弦信号；

步骤S3，在预设角速度w_ref下，计算得到所述余弦信号幅值a_cos、所述正弦信号幅值a_sin、所述余弦信号偏移角β_cos、所述正弦信号偏移角β_sin、所述一次谐波幅值a₁；

步骤S4，将所述余弦信号幅值a_cos、所述正弦信号幅值a_sin、所述余弦信号偏移角β_cos、所述正弦信号偏移角β_sin、所述一次谐波幅值a₁带入所述第一余弦信号、所述第一正弦信号表达式，计算校准后的正弦包络信号、余弦包络信号。

进一步的，所述步骤S2中所述滤波后所述第一余弦信号、所述第一正弦信号的表达式为：

y′_cos＝a_coscos(wt+β_cos)+a₁cos(wt) (3)