[发明专利]一种高精度旋转变压器软解码实现方法

说明书

本发明公开了一种高精度旋转变压器软解码实现方法，包括以下步骤：步骤S1）生成励磁信号并作用于旋转变压器的一次侧绕组；步骤S2）回采旋转变压器信号，包括励磁信号、正弦信号和余弦信号；步骤S3）解析旋转变压器差分信号，包括差分运算和幅值偏移量矫正；步骤S4）对矫正后的旋转变压器信号进行位置解析，输出相应的角度信息。本方案在无解码芯片的工况下实现高精度获取位置角度信息，同时增加幅值偏移量矫正环节，解决因外部因素引起的旋变信号幅值不平衡导致角度波动的问题，提高电机控制系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种高精度旋转变压器软解码实现方法。

背景技术

新能源汽车电驱动控制系统中，所使用的电机转子位置精度直接影响其整个电机控制系统的性能优劣。旋转变压器(以下简称“旋变”)因其精度高，抗干扰性能强等特点，被广泛应用于电驱动控制系统中。目前与旋变配合最为广泛进行位置信息采集的方式是基于专用集成解码芯片(如PGA411、AD2S1210等芯片)的硬件旋变-数字变换器技术，但由于解码芯片价格昂贵，抗干扰性能差，易受旋变机械安装偏芯、调理电路非对称和幅值误差等非理想因素影响，逐步限制了解码芯片在新能源电驱动控制系统中的应用。为应对解码芯片的限制，同时提高位置角度信息采集的精度，国内外学者及工程师开始研究软解码技术，即直接通过微处理器(MCU)输出励磁信号至旋变励磁绕组上，然后再回采旋变的两路正交信号(正弦信号和余弦信号)至MCU内，进而在MCU内通过数学运算得到电机位置信息。

近些年来，现有的软解码技术已经能够较准确地获取旋变位置信息。例如，专利文献CN111181559A给出了一种基于DSADC实现旋变软解码的控制系统，但该方案需要对芯片模块进行复杂的配置，且当使用DSADC模块内的滤波器和积分器时，DSADC的采样起始点需要通过复杂的时序配合，以保证每次采样完整半个周波，否则无法精确地还原正余弦信号，导致解码失败。虽然专利文献CN112953339A解决了上述问题，即通过回采励磁信号，设计过零检测电路，实现对旋变输出的连续正余弦信号顶点位置处的数据的精确采集，并根据采集的正余弦信号解析电机的位置信息，但上述方法获取的角度信息精度较差，例如励磁信号频率为10K，该方法获取的角度最大分辨频率为20K。当电机高速运行时，角度信息的精度对控制性能至关重要，因此，提高获取的角度信息的精度是亟需解决的技术问题之一。此外，上述两种方法中，均未考虑实际外部因素引起的旋变信号幅值不平衡而导致角度波动的情况。

发明内容

本发明针对上述不足，提出了一种高精度的旋转变压器软解码实现方法，在无解码芯片的工况下实现高精度获取位置角度信息，同时增加幅值偏移量矫正环节，解决因外部因素引起的旋变信号幅值不平衡导致角度波动的问题，提高电机控制系统的稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：