基于MCU的旋转变压器解码系统设计

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对于旋转变压器输出信号的解码一般有两种常用的方式:第一种是通过MCU、DSP或者FPGA等芯片对输出信号进行解码出标准的正余弦信号,再通过某种算法计算出角度值;另外一种就是采用专用的解码芯片,如AD公司的AD2S1210等。后者实现简单,一个专用芯片提供了激励信号同时也对输出信号进行解码出角度和速度,但是实现成本高。  本文目的是基于MCU构建一个低成本但高性能的旋转变压器解码装置,包括生成激励信号和解码输出信号。通过研究旋转变压器的数学模型、正弦激励生成以及角度观测器与CORDIC算法。首先确定了通过PWM波来产生低谐波高保真的正弦信号作为激励,然后确定通过软件算法来进行解码。针对传统CORDIC算法覆盖角度范围有限,迭代次数多,存储容量大等缺陷,做出了相应的改进措施,对角度观测器进行仿真分析,选择合适的观测器参数,同时对算法进行优化使其更能在MCU上高效的进行迭代运算。本文基于XMC1300搭建了包括激励和解码整套系统的硬件电路,以及包括生成PWM,定时AD采样和角度观测器与反正切法等所有软件部分。并且以光电编码器作为基准,搭建试验平台,对比两种角度识别办法,进行了相关的试验。  试验表明,基于MCU的旋转变压器解码装置研究在控制成本的同时能够满足一般伺服控制的要求。
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