[發明專利]一種基于DSP的旋轉變壓器解碼系統

有效

• 申請號: 202010605738.6
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111665765B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 易吉良;周雪純;李中啟;李軍軍;余岳;張晉
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H01F38/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于DSP的旋轉變壓器解碼系統，屬于伺服控制領域，該系統由DSP芯片、旋轉變壓器、激勵信號源、信號調理電路和象限判斷電路組成，系統采用同步采樣和DMA技術實現信號高速采樣，采用單向量S變換和ATO算法實現高精度旋轉變壓器解碼算法，本發明為旋轉變壓器解碼提供了一種低成本、高精度和實時的解決方案。

技術領域

本發明屬于伺服控制領域，涉及一種基于DSP的旋轉變壓器解碼系統，尤其涉及一種采用TMS320F28335PGFA芯片的DMA技術、單向量S變換和角度跟蹤算法的旋轉變壓器解碼系統。

背景技術

旋轉變壓器作為一種位置傳感器，其精度高、結構堅固、可靠耐用，廣泛應用于軌道交通、機器人、飛機等工業領域，但旋轉變壓器輸出信號是模擬信號，從中解算出轉軸的位置信息，通常采用專用的解碼芯片，這會增加系統成本，降低系統靈活性。

利用軟件實現旋轉變壓器解碼替代專用解碼芯片越來越受到關注，這種方案通過將解碼算法嵌入到伺服控制系統，在保證解碼精度的同時，幾乎不增加硬件成本，但需要對解碼方法做精心設計；本發明以DSP芯片為核心，結合簡單的外部電路，采用強抗干擾的單向量S變換和角度跟蹤算法，實現旋轉變壓器的高精度解碼；同時利用DSP芯片的DMA技術，減少DSP芯片CPU開銷，保證解碼系統的實時性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于DSP的旋轉變壓器解碼系統，用于伺服控制系統的旋轉變壓器角度解算，降低系統成本，提高解碼精度和實時性。

本發明所述的一種基于DSP的旋轉變壓器解碼系統，包括DSP芯片、旋轉變壓器、激勵信號源、信號調理電路和象限判斷電路，所述DSP芯片為TMS320F28335PGFA，DSP芯片的引腳GPIO20和GPIO21分別連接象限判斷電路的輸出信號qs和qc，DSP芯片的ADC通道ADCINA0和ADCINB0分別連接信號調理電路的輸出信號和

本發明所述的象限判斷電路的3路輸入信號分別為激勵信號源輸出信號ue，旋轉變壓器輸出正弦信號us和余弦信號uc，象限判斷電路的2路輸出信號分別為qs和qc，所述象限判斷電路由3個過零比較器和2個異或電路組成，us，ue和uc分別輸入過零比較器1、過零比較器2和過零比較器3，過零比較器1和過零比較器2的輸出端分別連接異或電路1的2個輸入端，異或電路1的輸出信號qs連接DSP芯片引腳GPIO20，過零比較器2和過零比較器3的輸出端分別連接異或電路2的2個輸入端，異或電路2的輸出信號qc連接DSP芯片引腳GPIO21。

本發明所述的DSP芯片的ADC通道ADCINA0和ADCINB0分別連接信號調理電路的輸出信號和DSP芯片采集信號和包括如下步驟：

S1：啟動ADC同步采樣通道ADCINA0和ADCINB0，進入步驟S2；

S2：判斷采樣是否完成，若是則進入步驟S3，否則等待；

S3：啟動DMA進行數據傳輸，所述DMA是指DSP芯片的直接存儲器訪問技術，進入步驟S4；

S4：判斷暫存標志fm是否等于0，若是則進入步驟S5，否則進入步驟S7；

S5：將采集的數據傳輸至數據緩沖區0，進入步驟S6；

S6：令fm＝1，進入步驟S9；

S7：將采集的數據傳輸至數據緩沖區1，進入步驟S8；

S8：令fm＝0，進入步驟S9；

S9：判斷DMA傳輸是否完成，若是則進入步驟S10，否則等待；

S10：進入DMA中斷，執行旋轉變壓器解碼算法。

本發明所述的DSP芯片完成旋轉變壓器解碼算法，求解出旋轉變壓器轉動角度，所述旋轉變壓器解碼算法包括如下步驟：