AURIX的软件解码系统设计与研究

基于英飞凌AURIX系列单片机的DSADC模块设计了一种通过软件算法实现旋转变压器位置采样功能的软件解码方案.该方案借助英飞凌AURIX芯片的底层软件驱动库可以方便实现高速的旋变位置采样.与传统硬件解码方式相比,可以极大降低硬件成本.利用电机试验台架对所设计的软件解码方案进行实验验证,结果表明,其采样精度较高,有较高的设计参考价值.     

基于FPGA的旋转变压器CORDIC解码算法的研究

针对旋转变压器解码系统测量精度不高、解码周期长、占用FPGA资源多的问题,设计一种改进型流水线结构的旋转变压器CORDIC(座标旋转数字计算法)解码算法.通过分析反正切函数的特征,对旋转变压器的输出信号进行角度变换,对测量角度进行全平面扩展,将CORDIC解码算法中复杂的三角函数运算转化为一系列简单的移位和求和运算.算法以FPGA为硬件载体,采用Verilog HDL语言实现.研究结果证明,改进型的CORDIC解码算法测量精度可达1％,动态响应小于1μs,满足电机转速测量的高精度、低延时需求,对复杂环境下的电机转速研究和应用具有重要的价值.     

基于ARM的直流电机位置伺服系统设计

针对图像跟踪中对转台响应快、定位精度高的要求,设计了以ARM和轴角转换芯片组成的位置伺服控制系统。系统使用轴角转换芯片采集旋转变压器反馈的位置信息,通过IR2130驱动MOSFET功率管构成的H桥电机驱动电路,采用带有速度前馈加速度前馈的PID调节算法实现了直流电机位置伺服控制。试验结果表明该控制系统能够满足图像跟踪中对转台快速性和准确性的要求。     

神经网络磁链估计的感应电机反步法研究

为实现感应电机的位置渐近跟踪，基于反步法并取转矩和磁链控制信号作为虚拟控制，设计了感应电机位置控制系统．采用多层前馈神经网络估计转子磁链，以Levenberg-Marquardt算法训练网络并调整权值．最后基于Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性．仿真结果表明，所设计的神经网络磁链观测器具有良好的估计效果，位置跟踪误差迅速收敛，具有较优的伺服跟踪特性．     

带参数辨识的自适应二阶滑模观测器PMSM无传感器矢量控制

针对表贴式永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统, 提出一种具有电机参数在线辨识的基于Super-twisting algorithm的自适应二阶滑模观测器.在两相静止坐标系下,将模型参考自适应方法与基于Super-twisting algorithm的二阶滑模方法相结合,实现反电动势的准确估计.采用李亚普诺夫理论证明观测器的稳定性,并由李亚普诺夫稳定性方程推导定子电阻和转子转速的自适应律.在同步旋转坐标系下,采用二阶滑模观测器估计永磁磁链,并将其输入位置跟踪观测器估计转子位置.该算法充分抑制了滑模抖振,同时避免了低通滤波和相位补偿环节的使用,转子位置检测不受定子电阻和永磁磁链变化的影响,具有较强的鲁棒性.仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

感应同步器数字测角系统的硬件与软件

介绍了一种感应同步器和旋转变压器 -数字转换器芯片AD2S83,应用跟踪型测角原理进行计算机数字测角及控制 ,从而获得高准确度的位置和速度控制系统的硬件和软件及其设计方法     

基于AD7656的旋变角度测量设计

介绍了旋转变压器功能和特点以及应用的背景,为了求出旋转变压器的角度位置信号,采用高精度电压采集芯片AD7656,通过测量旋转变压器的两路路输出电压和一路激励电压,计算其电压的比值,提出了一种求解旋变角度的反正切算法;重点介绍了模数转换芯片AD7656以及其硬件设计电路,和求解反正切函数的具体的算法流程图,该算法具有简单,可靠的特点;实验结果表明该系统设计合理,简单,可靠,旋变角度测量算法能够满足一般要求,对出现的误差结果进行了分析,为下次研究工作做了准备。     

基于SOPC技术的SRM位置信息及速度检测

本文介绍了开关磁阻电机位置信息锁相跟踪和测速的方法，重点探讨利用SOPC技术设计实现转子位置角度细化和锁相测速的问题。讨论了设计思想和实现方案，运用Quartus软件进行了相应的波形仿真和分析，在可编程片上系统中验证了设计方案的可行性。设计充分利用了可编程片上系统的优势，它的实施可节省开关磁阻电机主控制器的资源。     

基于滤波反步法的三相永磁同步电机伺服控制

为解决永磁同步电机的角度伺服控制问题.基于dq轴坐标系建立的电机控制模型,采用滤波反步法设计位置伺服控制器,通过稳定二阶滤波过程逼近虚拟控制量的导数,避免了常规反步法中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程.通过设计滤波误差补偿环节,保证了滤波器输出信号对输入信号的跟踪精度.基于李雅普诺夫稳定性理论设计鲁棒项,保证了闭环跟踪误差的稳定性,并采用粒子群算法对控制器参数进行优化.最后,通过仿真实验结果表明了该算法的有效性,且具有较高的跟踪精度.     

基于FPGA的无刷直流电机转子位置及转速测量电路设计

设计基于FPGA和旋转变压器的无刷直流电机转子位置及转速测量电路,利用FB9412PB将旋转变压器输出的正余弦模拟信号转换为角度和速度数字信号,并以并行口的方式输出,存储在FPGA内部RAM中,通过数字低通滤波算法处理后实时输出给电机控制器.该电路现已成功应用于某电动舵机控制系统中,具有简便、实用、可靠的特点.     

基于随动控制的数字圆明园增强现实系统注册方法

针对户外复杂环境中的增强现实三维注册问题,提出一种基于随动控制的跟踪注册方法.所提出的方法通过惯性跟踪器实时获取角度跟踪数据,通过步进电机驱动高精度随动转台随动控制实景摄像机旋转,之后根据跟踪结果在虚实三维空间中建立摄像机模型,注册配准虚实摄像机的角度信息.所提出的随动控制使得跟踪器的误差不直接影响虚实叠加,降低了环境因素的影响.系统滞后和误差的实验数据分析表明所提出的方法提高了跟踪的稳定和精确性,在圆明园大水法遗址的实地应用结果证明了系统的实用性.     

双旋转变压器高精度轴角合成算法研究

本文提出了一种双旋转变压器轴角合成算法,将电机一侧的旋转变压器测量值与机械臂一侧的旋转变压器的测量值进行合成,提高了轴角合成的精度,并且应用DSP2407A实现算法,将其成功应用到多关节机械臂控制系统中,实际使用效果验证了算法的有效性.     

基于RD26的双通道旋转变压器位置解码设备的设计

双通道旋转变压器的解码问题一直是伺服控制闭环系统非常重要的一个问题,快速、准确的解码出伺服系统位置信息是闭环控制系统的关键。通过对某伺服系统闭环控制系统位置解码技术的研究,分析了RD26的解码过程及原理,设计一种基于RD26的双通道旋转变压器位置解码设备,此设备将双通道旋转变压器输出的信号与RD26相连,通过并口向FPGA发送数据,FPGA通过时序读取RD26信号,能将双通道旋转变压器粗机、精机的模拟电压信号转换成具有绝对位置的数字信号,不需要再进行纠错与粗精结合,解码精度可达到±2角分+1LSB。     

表贴式永磁同步电机无位置传感器控制

位置传感器会增加系统成本和测量噪声,且无法应用在一些恶劣环境.论文在研究表贴式采磁同步电机无位置传感器的控制策略的基础上,提出一种基于反电动势的位置估计方法.利用两相旋转坐标系下电机方程的反电势形式,结合前馈控制,计算出转子位置的偏差角度,再采用锁相环结构对电机的相位和速度进行估计.在电机的低速运行阶段改进锁相环结构,保证速度估计精度,并进一步改善系统动态性能.建立了永磁同步电机的仿真模型,验证了该控制方法的可行性.在STM32F103X(ARM)为主控制器的实验平台上实现了所提出的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制方法,实验结果表明该控制方法能够准确估计出电机的转速和转子位置,估计算法简单,系统稳态精度高、响应速度快.     

基于FPGA小型化数传中继天线驱动控制设计

为满足航天器小型化设计需求,采用单片反熔丝FPGA作为中继天线驱动控制主控芯片。为达到天线指向机构的高精度要求,采用双通道旋转变压器配合AD2S80解码获得位置数据。为提高机构速度稳定度,采用步进电机256细分正弦斩波驱动方式。实现集通信、位置电流采集、故障报错机制及步进电机驱动功能于一体,单机重量从5～6 kg降到2.5 kg,指向精度提高到0.005 5。实验结果表明基于单片FPGA的数传中继天线驱动控制能有效提高单机集成度和运动过程平稳度,对于卫星综合性能的提高具有重要意义与应用价值。     

基于AD698的旋转变压器驱动及解码电路设计

主要设计了一种基于AD698芯片的旋转变压器的驱动和解码电路,该电路结构简单,采用AD698信号调理添加简单的外接元件产生旋变所需的励磁信号.信号的解码采用AD698芯片A通道作为主要控制端口,B通道作为信号调理端口,通过信号的调制解调来线性采集角度信号,并由A/D采集卡采集标准信号.该驱动解码电路板已成功应用于某舵机试验台直流无刷电机测速装置中.     

基于锁相环跟踪算法的高精度轴角-数字变换系统研究

针对传统高精度集成轴角-数字变换系统外围电路复杂、成本高的特点,提出一种基于锁相环跟踪算法的全数字式轴角-数字变换系统方案。利用TMS320F2812的PWM模块产生旋转变压器激磁信号,根据该激磁信号,旋转变压器输出差分正、余弦信号,采用高精度的外围独立采样模块AD7606采样该差分正、余弦信号,依据采样的差分正、余弦信号,基于TMS320F2812设计的锁相环跟踪算法计算电机磁极位置。将该轴角-数字变换系统应用于一台安装有电气误差为±10′的单极对旋转变压器的伺服同步电机,对其进行了实验研究。研究结果表明,该轴角-数字变换系统外围硬件电路简单、成本低,角度测量误差小于10.66′,实现了高精度的轴角-数字变换。     

感应电机二阶滑模次优算法定子磁链观测器设计

提出了基于二阶滑模次优算法的感应电机定子磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中.本文设计的磁链观测器,通过准确的跟踪电流及其变化率,从而实现对转子磁链的准确估算,然后利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.由于本文设计的定子磁链观测器是一个多输入多输出(MIMO)系统,稳定性分析非常复杂,为此将磁链估算误差的微分看作扰动处理,从而将MIMO的观测器模型分解成两个独立的单输入单输出(SISO)系统,简化了稳定性分析.将该观测器用于感应电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真和实验验证了该方法的有效性.     

基于AD2S83和DSP的感应同步器测角系统

本文介绍了一种基于旋转变压器一数字转换器芯片AD2S83和DSP的感应同步器测角系统的设计与实现.本设计中通过RC振荡电路为感应同步器转子提供单相激磁信号.定子上感应出来的正弦和余弦两路信号通过仪表放大器的差分放大之后提供给基于跟踪型测角原理的转换芯片AD2S83,通过FPGA实现数字逻辑控制以及地址解码,将转换后的16位并行转角数据以及方向信号送入DSP中.本设计实现了一种稳定高效的跟踪式数字测角系统,具有很好的扩展性.     

编码器原理及其在风电控制系统中的应用

本文主要讨论增量式和绝对式旋转光电编码器如何在风电控制系统中准确测量变桨电机转子旋转速度和位置。以及双馈发电机转子转速的精确测量,实现对桨叶角度控制和双馈发电机的伺服控制。