[发明专利]一种旋转变压器角度信号解码方法

说明书

技术领域

本发明是属于传感器测量技术领域，涉及一种旋转变压器角度信号解码方法。

背景技术

旋转变压器作为一种角度检测元件，具有精度高、结构简单，抗干扰能力强，已经广泛应用于环境恶劣而精度要求高的场合下的角度测量。

由于旋转变压器的输出实际上是调制了角度信息的载波信号，因此从中提取角度信号需要设计旋转变压器角度信号解码方法。目前的解码方法都是在信号的时间域内设计算法，例如在峰值处采样，然后利用求反正切的方法来计算角度等等，存在着易于受干扰影响，鲁棒性差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提出一种易于实现鲁棒性好的基于旋转变压器的角度信号解码方法。本发明采用如下的技术方案：

一种旋转变压器角度信号解码方法，包括下列步骤：

(1)设旋转变压器的励磁信号为u_in(t)＝U_incos(2πf_int)，其两路输出信号分别为u_cos(t)＝KU_incos(2πf_int)cos(θ)和u_sin(t)＝KU_incos(2πf_int)sin(θ)，其中，t表示时间，θ为角度信号，f_in为励磁信号u_in(t)的频率，U_in为励磁信号的幅值，K为由旋转变压器的结构确定的变比常数；取采样频率f_s＝nf_in，n为大于2的正整数，对u_cos(t)和u_sin(t)两路输出信号连续采集N次，令N＝n*m，m为大于2的正整数，得到如下的两路数字输出信号：u_cos(k)＝KU_incos(2πk/n)cos(θ)和

u_sin(k)＝KU_incos(2πk/n)sin(θ)；

(2)利用u_cos(k)和u_sin(k)构造复数数字信号序列：u_complex(k)＝u_cos(k)+i·u_sin(k)，k＝0，1，2，...，N-1；

(3)对复数数字信号序列u_complex(k)进行离散傅里叶变换，得到一个长度为N的复数序列，当N为奇数时，该复数序列可表示为：

U_complex(f_-L)，......U_complex(f₀)，......，U_complex(f_L)，其中L＝(N-1)/2，

当N为偶数时，该复数序列可表示为：

U_complex(f_-L)，......U_complex(f₀)，......，U_complex(f_L-1)，其中L＝(N)/2；

设f_l表示频率域的离散自变量，f_l的代表的实际频率值由公式计算，则傅立叶变换复数序列的解析表达式为：