[发明专利]一种单点霍尔尺位置检测方法

说明书

本发明公开了一种单点霍尔尺位置检测方法，包括以下步骤:步骤(1)、将磁阻式传感器(ADA4571BRZ)输出的模拟信号输入进ADS8548芯片进行模拟信号转换为数字信号的操作；步骤(2)、根据ADS8548芯片的特性，设计AD数据输出模块，将转换好的数字信号形成16位的sin和cos数据输出；步骤(3)、为防止输出的sin和cos数据中存在跳变值，所以对sin和cos值进行滤波处理，设计了滤波模型；步骤(4)、将全部的输入数据转换为正负交变的，并对数据的有效性进行判断；步骤(5)、对有效的数据进行反正切计算，求出对应的角度值，最后将角度值转换为位置数据。相较于多点霍尔尺，进一步降低了成本，使得检测具有高可靠性、较强的环境适应性，使用寿命长，保障磁悬浮电机安全可靠运行。

技术领域

本发明涉及磁悬浮电机检测技术领域，具体为一种单点霍尔尺位置检测方法。

背景技术

磁悬浮电机，定子和动子无接触运行的特种电机。按磁场作用力，分为吸引型和推斥型；按磁场耦合程度，分为悬浮力与驱动力独立控制型和悬浮力与驱动力耦合控制型；按定子和动子结构，分为磁悬浮旋转电机和磁悬浮直线电机，用于磁悬浮列车、磁悬浮轴承和磁悬浮人工心脏血泵等场合；

动子是磁悬浮电机中运动的机构，为了控制磁悬浮电机动子的运动，控制系统必须清楚知道动子相对于定子所处的相对位置，以便正确地为定子绕组通电来产生磁场，动子的精确位置是磁悬浮电机的精确控制运行的必要条件；

目前磁悬浮电机的动子位置检测一般通过光栅尺和磁栅尺进行检测，针对现有技术中光栅尺和磁栅尺成本高、易受环境影响的缺点，本发明提出了单点霍尔尺技术，检测磁悬浮电机动子位置，相较于多点霍尔尺，进一步降低了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单点霍尔尺位置检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单点霍尔尺位置检测方法，包括以下步骤:

步骤(1)、将磁阻式传感器(ADA4571BRZ)的将输出的模拟信号输入进ADS8548芯片中进行模数转换；

步骤(2)、根据ADS8548芯片的特性，设计AD数据输出模块，将转换好的数字信号形成16位的sin和cos数据输出；

步骤(3)、为防止输出的sin和cos数据中存在跳变值，所以对sin和cos值进行滤波处理，设计了滤波模型；

步骤(4)、将滤波后的sin和cos数据，经过一定的技巧变换为正负交变的数据，随后将变换后的数据进行反正切运算，计算出对应的角度值；

步骤(5)、由于FPGA运算功能很差，反正切运算使用的是迭代方式，同时进行数据有效性的判断，判断运算中的数据是否满足要求；

步骤(6)、若满足，则将数据输出到位置计算模块中，同时经过反正切计算出的角度也输入到位置计算模块中；接着在位置计算模块中，对动子的位置进行计算。

优选的，所述磁阻式传感器采用磁阻芯片ADA4571BRZ，该磁阻式传感器用于感应由永磁体产生的固定磁场角度，检测范围为±90°，该磁阻式传感器能够输出一组sin、cos值，且采用两点式位置测量，其位置放置在定子两侧。

优选的，所述数模转换采用ADS8548芯片，所述ADS8548芯片为八通道输入两通道输出芯片，该AD转换芯片能够同时转换四组磁阻传感器；由于ADS8548芯片为两通道输入，对应着该模块的输入,随后在该AD数模转换模块中将输入重新转变为磁阻传感器的四组sin、cos值。

优选的，所述ADS8548芯片在磁场中输出当前角度的sin、cos值需要经过滤波环节，然后在对sin、cos值进行偏移矫正，最终计算出偏移量：

Offset＝(Max+Min)/2