[發明專利]一種新型軸角-數字轉換器粗精組合實現方法

有效

• 申請號: 201410078034.2
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103791926A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 楊順中;周永莉;楊杰;羅艷;邱朝英;劉曉艷
• 申請（專利權）人: 重慶華渝電氣集團有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及軸角-數字轉換器技術改進，具體指一種新型軸角-數字轉換器粗精組合實現方法，屬于軸角-數字轉換器技術領域。

背景技術

只使用一個自整角機或旋轉變壓器的軸角作傳感器的軸角-數字轉換器，稱為單速SDC/RDC，而使用兩個通過變速箱相連接的自整角機或旋轉變壓器的軸角作傳感器的軸角-數字轉換器，稱為雙速SDC/RDC。雙速SDC/RDC的分辨力是單速SDC/RDC的i（i為變速比）倍。在雙速系統中，粗機的功能是執行0～360°范圍的粗測量，而精機的功能是執行360°/i范圍的精測量，這種系統也稱為粗精組合系統。粗精組合系統既可以用硬件實現，也可以使用軟件方法實現。

一般情況下，用硬件的方式構成雙速SDC/RDC的方法主要有兩種：一是使用兩套通用的單速SDC/RDC模塊和一個同步邏輯模塊來構成一個完整的雙速SDC/RDC；二是采用專門生產的雙速SDC/RDC模塊。后者體積更小，因為通常它只需要一個模塊，而前者通常需要三個模塊，且前者系統費用高于后者。但后者需要消除假零點，不同的變速比需要設置不同的相移量移零偏壓，因此后者每一種模塊只適用于一種變速比的粗精組合自整角機或旋轉變壓器系統。前者則有較大的選擇自由。但無論采用哪種方法，它們都需要將粗、精讀數組合成為系統的完整讀數，并消除模糊誤差。如果不能消除模糊誤差，粗精組合系統就沒有實際意義。

現有技術中數字粗精組合的一般原則是：粗輸入數據乘以變速比后得到精軸的圈數部分和與精數據重合部分，對該重合部分與精數據進行消除模糊誤差處理，得到準確的精軸圈數和精軸數據，再除以變速比最后得到代表粗軸數據的數字全量。

粗、精組合必須消除模糊誤差，常用的方法是對粗、精通道輸出數據的重合位的電平狀態進行邏輯判斷。粗數據的前面幾位表示圈數部分Z（1：32為前5位，1：36為前6位），圈數部分最末位表示為K，圈數部分的后面部分即為與精軸數據重合部分，重合部分取前面兩位表示為FG，精數據最前兩位為AB，進行如下判斷。

a.當FG?=00，AB=11的時候，Z應加1；

b.當FG?=11，AB=00的時候，Z應減1；

c.其它情況無模糊誤差。

需要注意的是：需要把粗通道誤差控制在精機的1/4圈以內，才能如上所述只處理兩個重合位來進行糾錯。否則，當粗通道誤差不大于精機的3/8時，就需要采用三個重合位判斷誤差，很麻煩。

但是上面所描述粗精組合方法只是一個一般性原理，并不完全，在判斷模糊誤差上有缺陷，其原因是：精軸圈數每個1表示1圈360°除以變速比，按上述方法最多會產生2個360°除以變速比的誤差，故組合得到的數據也會產生一定的誤差。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種新型軸角-數字轉換器粗精組合實現方法，本方法可以解決粗精組合中的模糊誤差。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種新型軸角-數字轉換器粗精組合實現方法，其步驟為：

1）首先將粗精通道數據按各自量程表示為相應位數的二進制數據，將位數較低的粗通道二進制數據x1尾數補0得到新的粗通道數據x2，以使新的粗通道數據x2和精通道二進制數據y1最高有效位?MSB（粗精通道雙方的量程可能不一樣，假設某通道最大為10位二進制，則把具體數據表示為10位二進制數據，則MSB是這個十位二進制數據的最左一位，此時MSB的位數為10位）的位數一致；此時粗精通道數據位數均為n位；

2）將步驟1）得到的粗通道數據x2乘以變速比i得到數據x3；

3）步驟2）得到的x3的位數為m+n位（不足位數前面補零），其中m按下述方法確定：設變速比i是2的m次方，如m是整數，則m直接取該整數；如m不是整數，則m向上取整數。X3的前m位代表精機已經轉過的總圈數Z；此時圈數部分的后面剛好為n位即為與精軸數據重合部分，重合部分前面兩位二進制數據表示為AB，精通道數據y1的前兩位為FG，按下述情形消除模糊誤差，得到準確的精軸圈數Z1；

a.當AB=00，FG=11，且Z大于0的時候，Z1=Z-1；

b.當AB=11，FG=00或FG=01的時候，Z1=Z?+1；

c.當AB=10，FG=00的時候，Z1=Z?+1；

d.其它情況無模糊誤差，Z1=Z；

4）取由步驟3）得到的精軸圈數Z1乘以2的n次方（或左移n位），n為精通道數據的位數，再加上精通道數據y1，得到粗精組合數據d，d=Z1×2ⁿ+y1；