[實用新型]一種基于FPGA的隨動旋轉變壓器模擬裝置

有效

• 申請號: 201720944270.7
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN207198253U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 楊永常;趙蔚;方智毅;施飛舟;靳宗向;孫西龍;邱華勇;徐婧玥;蔣彥超;吳源兵;葉甲秋
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 張倩楠,胡晶

技術領域

本實用新型涉及航天飛行器的測試設備設計領域，特別涉及一種基于FPGA的隨動旋轉變壓器模擬裝置。

背景技術

空間機構在設計時往往采用旋轉變壓器作為角度測量傳感器，所述旋轉變壓器采集的角度信號作為控制系統驅動相應執行機構的依據。旋轉變壓器作為執行機構運動依據時，所述旋轉變壓器角度的變化過程與相應執行機構的動作一般具有某種特定的關系。此類機構的控制驅動單機在生產調試或在整器綜合測試等過程中，均需要其測試設備能夠精確輸出隨執行機構動作而相應變化的旋轉變壓器信號。

現今，對于旋轉變壓器信號的采集具有大量研究，而對于具有能夠隨機構動作的旋轉變壓器模擬的研究較少。傳統上，此類機構控制驅動單機的測試設備大多通過安裝真實旋轉變壓器進行信號輸出，旋轉變壓器的角度變化通過手撥或設計一套機構使旋轉變壓器和相應執行機構關聯起來。通過手撥的方式難以實現旋轉變壓器的測量角度精確的隨相應執行機構動作而變化，特別是無法滿足多個旋轉變壓器同步性動作要求。通過機構連接旋轉變壓器和執行機構使所述旋轉變壓器隨動的方式過于復雜，不適合地面設備使用。近年來，新出現的電子式旋轉變壓器模擬方式的研究也僅限于各獨立器件的組合，集成度較低，不適合于使用了大量旋轉變壓器的大型復雜空間機構的地面設備。

為此，需要另外為此類復雜空間機構控制單機測試設備中旋轉變壓器的模擬尋求一種可以隨機構動作精確輸出旋轉變壓器信號且集成度高的模擬裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于FPGA的隨動旋轉變壓器模擬裝置，以解決現有的技術無法滿足多個旋轉變壓器同步性動作要求的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種基于FPGA的隨動旋轉變壓器模擬裝置，包括輸入隔離變壓器、ADC、中控FPGA、DAC、功率放大器及隔離輸出變壓器；其中，所述輸入隔離變壓器將外部輸入的激勵信號進行隔離輸入；所述ADC連接所述輸入隔離變壓器，用于將隔離輸入的模擬量的激勵信號轉換為數字量的激勵信號；所述中控FPGA連接所述ADC，將來自所述ADC數字量的激勵信號作為載波信號，同時接收上位機發送的需要模擬的旋轉變壓器角度信號并處理為負載信號，所述中控FPGA對載波信號及負載信號進行載波調制得到調制后的數字信號；所述調制后的數字信號輸入所述DAC進行數模轉換得到調制后的模擬信號；所述功率放大器連接所述DAC，對調制后的模擬信號進行功率放大；所述輸出隔離變壓器與所述功率放大器連接，對功率放大后信號進行隔離后輸出。

較佳地，所述DAC包括正弦DAC和余弦DAC，所述中控FPGA將所述旋轉變壓器角度信號處理為包括正弦信號和余弦信號的負載信號，并對所述正弦信號和余弦信號分別進行載波調制得到調制后的正弦數字信號及調制后的余弦數字信號，調制后的正弦數字信號輸入所述正弦DAC進行數模轉換，調制后的余弦數字信號輸入所述余弦DAC進行數模轉換。

較佳地，所述功率放大器包括正弦功率放大器及余弦功率放大器，所述隔離輸出變壓器包括第一隔離輸出變壓器及第二隔離輸出變壓器，其中，所述正弦功率放大器的輸入端與所述正弦DAC的輸出端相連，所述正弦功率放大器的輸出端與所述第一隔離輸出變壓器的輸入端相連，所述余弦功率放大器的輸入端與所述余弦DAC的輸出端相連，所述余弦功率放大器的輸出端與所述第二隔離輸出變壓器的輸入端相連。

較佳地，所述中控FPGA集成模擬16個單通道旋轉變壓器。

本實用新型具有以下有益效果：

該裝置可設定或其輸出信號可隨相應機構動作而變化的旋轉變壓器模擬裝置，尤其適用于使用了大量旋轉變壓器的復雜空間機構控制驅動單機的測試；

該裝置的電路集成度高、裝置簡單、模擬精度高、靈活性高、穩定性好，能夠滿足機構系統控制驅動單機對地面設備中旋轉變壓器輸出信號隨機構動作而變化的要求。

附圖說明

圖1為本實用新型優選實施例的裝置組成示意圖。

具體實施方式

以下將結合本實用新型的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實用新型的一部分實例，并不是全部的實例，基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。

為了便于對本實用新型實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構成對本實用新型實施例的限定。