[發(fā)明專利]一種提高旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼系統(tǒng)解碼精度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410301588.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104061950A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭晨霞;帥浩;楊瑞峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/249
• 分類號(hào): G01D5/249
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 李印貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，主要是為提高旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼系統(tǒng)解碼精度，涉及旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼算法，特別是改善旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼算法精度的方法。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)變壓器具有高精度、高可靠性等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號(hào)為兩路模擬信號(hào)，通常利用專用解碼芯片對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行解碼并以此得到角度值。但這種方法有一些缺陷：專用芯片集成度低，需要配置復(fù)雜的外圍電路；專用芯片價(jià)格較高，限制了其應(yīng)用范圍。

一種低成本的替代方法是利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)據(jù)采集卡對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的兩路輸出信號(hào)進(jìn)行同步采樣并轉(zhuǎn)換，然后利用單片機(jī)或可編程邏輯器件對(duì)這兩路采集的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解碼從而得到角度信息，一般利用CORDIC(坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算)算法進(jìn)行解碼運(yùn)算。對(duì)這種方法解碼精度有較大影響的因素主要有兩點(diǎn)：

1、在單片機(jī)或可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)CORDIC算法時(shí)，要進(jìn)行多次移位運(yùn)算。移位運(yùn)算過(guò)程中會(huì)丟棄低l位，l為每次迭代運(yùn)算的移位位數(shù)。如果低l位都為0，則不會(huì)對(duì)解碼精度造成影響；如果低l位不全為0，則會(huì)由于輸入幅值的大小不同以及低l位中值1的權(quán)重不同對(duì)解碼精度產(chǎn)生不同的影響，補(bǔ)償前的移位運(yùn)算，如圖1所示。

2、旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號(hào)為高頻載波與低頻調(diào)制波結(jié)合的形式，模數(shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)據(jù)采集卡如果在載波的過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻采樣，得到的信號(hào)幅值很小，這樣會(huì)大幅度地放大CORDIC算法移位運(yùn)算低位丟失所造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有一般通用的單片機(jī)或可編程邏輯器件進(jìn)行數(shù)字解碼系統(tǒng)的解碼精度不高，提供一種可以提高旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼系統(tǒng)解碼精度的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種提高旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼系統(tǒng)解碼精度的方法，使用由旋轉(zhuǎn)變壓器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器/數(shù)據(jù)采集卡、單片機(jī)或可編程邏輯器件構(gòu)成的系統(tǒng)；其特征在于：是利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)據(jù)采集卡對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換，并選擇至少12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)據(jù)采集卡來(lái)對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行采集；對(duì)采集到的兩路信號(hào)進(jìn)行限幅數(shù)字濾波，并利用信號(hào)幅值補(bǔ)償?shù)乃惴▽?duì)采集得到的信號(hào)進(jìn)行了處理，再輸入坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算CORDIC算法處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以得到較高精度的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼；其中，所述信號(hào)幅值補(bǔ)償?shù)乃惴椋?/p>

(1)、對(duì)采集到的兩路信號(hào)(X_i,Y_i)的幅值大小進(jìn)行比較，選出幅值較大的一路，記為G:

G＝max{X_i,Y_i}

利用下式：

K=2n-1G]]>

計(jì)算出增益K；

其中：n-表示模數(shù)轉(zhuǎn)換器/數(shù)據(jù)采集卡最大有效位數(shù)。

(2)、將兩路輸入信號(hào)原來(lái)的值(X_i,Y_i)與前一步計(jì)算的增益K相乘，得到信號(hào)幅值補(bǔ)償后的信號(hào)為(X′_i,Y′_i)，并將這兩路信號(hào)幅值補(bǔ)償后的信號(hào)送入CORDIC算法進(jìn)行角度解碼。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓或數(shù)據(jù)采集卡的量程要比旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號(hào)幅值大，以確保能對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的最大輸出信號(hào)幅值進(jìn)行采集。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較,使旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼精度的得到顯著提高。

說(shuō)明書(shū)附圖

圖1是本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成圖。

圖2是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字解碼采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程圖。

圖3是本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理的補(bǔ)償算法補(bǔ)償流程圖。

圖4是本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理的補(bǔ)償前的移位運(yùn)算圖。

圖5是本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理的補(bǔ)償補(bǔ)償后的移位運(yùn)算圖。

具體實(shí)施方式：