伺服穩定系統中旋轉變壓器的應用研究

彭自銘

摘 要：在研究的整個過程中，需要以伺服系統為背景，分析旋變的工作原理，信號之間可以進行切換，抓準一個角度進行解算并做出深刻的分析。核心算法也逐漸提出了新的反正切形式，通過調查研究得出了具體的步驟，其中涉及軸角的計算需要依靠相關數據和軟件的支持。在計算的整個過程中，可以對轉子角的位置進行信號調整，通過速度的調整也可以將信號反饋到伺服控制器中。整體計算方法體現出了解題形式的精度，在運作的過程中具有非常強的通用性，能夠保障系統可以穩定持續地進行工作。

關鍵詞：旋轉變壓器；角度解算；反正切算法；精度

中圖分類號：TM383 文獻標志碼：A

旋變也叫作旋轉變壓器，在應用的過程中也被叫作解算器，旋轉變壓器在系統運行過程中可以算是解算裝置，同時對整個測角系統來說也非常重要。旋轉變壓器的結構非常簡單，在運用的過程中能夠體現出它的優勢，整體裝置的抗干擾性能非常強。整個伺服穩定系統在運轉的過程中，無論是處于惡劣的條件還是平穩的狀態，系統都會克服干擾因素。旋轉變壓器的結構比較簡單，整體的抗干擾性很強，在任何條件下都可以正常應用，在伺服控制系統當中應用的非常廣泛。

1 旋轉變壓器工作原理

旋變發送機和旋變變壓器都屬于旋轉變壓器的范疇，旋變發送機在運轉的過程中，勵磁繞組是單相電壓，整個系統運轉過程中，只是單相電壓作為后續支持。勵磁繞組的力磁電流在系統運轉過程中所產生的是交變磁通，通過系統的次級輸出繞組可以產生電動勢。轉子在轉動的過程中，系統中的勵磁繞組和次級輸出繞組在位置上會發生變化，系統電動勢會發生大幅度的轉化。

2 旋變在伺服系統中的應用

2.1 伺服系統原理圖

圖1是伺服系統的原理框架圖，在每一個框架當中都會安裝解算裝置，此時解算裝置大多數都是旋轉變壓器。旋轉變壓器會對系統當中各個角度的信息進行全方位的解算，無論是內方位還是外方位，都會對數據信息進行整體的分析。旋轉變壓器最終會獲得準確的角度位置信息，對角位移量進行直接輸出。系統當中的內框架轉動主要是由內電機負責，內外框架的位移差是由內解算器進行測量的，具體的數據是由CPU采集，最終整體的信號會經過系統轉化為數字信號，最終所需要的信號是數據形式。在整個數據信號轉換的過程當中，CPU主要的作用就是對角度數字信號進行接收，這些信號來自各個通道。CPU在運行的過程當中主要應用的原理是耦合算法，可以對角度具體位置信息進行收集和匯總，為了有效實現外位置控制器的輸入，需要對整個信息進行角度換算。通過軟件的轉化可以對外位置控制器進行應用，在輸入外側速回路之前，控制量需要通過D/A轉換。對整個系統進行控制的過程當中，要想實現外框架的轉動，就必須通過系統里面的傳動裝置，這樣才可以對伺服系統進行精準的控制。

2.2 旋轉變壓器的信號變換

旋轉變壓器在對信號進行輸出的過程中，需要對整個信號進行模擬，整體信號呈現出兩相正交，信號傳播的幅度值會隨著轉角的變化發生正余弦變化。信號不可以直接進行應用，需要對模擬信號和數字信號進行相互轉換，模擬信號大多數是通過旋轉變壓器輸出的，數字信號一般是控制系統所需要的。信號在傳播的過程中需要借助模數轉化器，通過轉化模塊可以將數字信號進行轉變，從而可以對其中的主要功能進行信號模擬的分別匯總。信號進行匯總后就需要對其進行處理，從不同角度對數字信號進行分析解讀，在內環和外環需要分別安插一片RDC芯片，所謂RDC指的是旋轉變壓器的數字轉換器，通過這種特色的數字轉換器能夠實現系統數據的轉換和輸出。在這個系統中RDC的主要功能是實現從旋變的每一個通道位置分別接收模擬發射的信號，然后對這些信號進行進一步處理，輸出形式以16位角度數字信號。不僅內環路需要一套完整的RDC芯片，外環路同樣也需要，并且內外環路是相互獨立使用的，通過RDC完成對于各個通道的解算，然后輸出要求精度的角度數據，這些輸出的角度數據都是經過CUP軟件耦合處理的，因此其精確度更高。

2.3 數據采集

系統在整體運轉的過程中，系統中的寄存器模塊初始化設置都需要進行相應的調整，在進行調整時借助相應的系統軟件，對A/D進行整體轉換。系統中的正弦信號和余弦信號要進行同時采樣記錄，整體將數據納入到數據存儲器中，并且還要將相應的寄存器進行整體的運轉。數據在采集的過程中需要進行定時中斷方式，整體對旋轉變壓器的數值進行調整和采集，在整個采集數據過程中需要應用的是十六進制數。

2.4 算法實現

對旋轉變壓器的輸出信號一定要進行計算，對信號在整體求解的過程中，需要對相應的計算形式進行轉變，可以對正余弦模擬信號建立完整的數學模型，從而可以利用數學模型求出反正切，最終可以達到計算軸角的目的。解碼系統涉及的環節比較復雜，首先要對正余弦模擬信號進行記錄和收集，其次就是要在這些數據中進行過濾和篩選，在篩選的過程中需要應用到濾波器。FIR濾波器可以對數字進行快速的抽取，在整體運算的過程中，還需要應用到arctg核心算法。通過實現整體計算，可以對轉子的位置進行精準的測量，最終可以對變壓器解碼系統進行有效的維護。在對轉角位置的數字信號進行收集時，可以直接從旋轉變壓器模擬信號中調用，在整體運轉的過程中，最終數據會以二進制串行輸出。整體解算器的分辨率是16bit，整體的分辨精度也會在一個安全的范圍之內，跟蹤速度的范圍也會在一定程度上提升。

3 解算結果

對解算器的實際角度值要進行整體的估計，通過估計值可以對未來值進行有效的設定，總體估計的過程中需要對解算器的估值進行數字量表示。整體運行程序需要相關的正確性測試，對解算器的值一定要分為4個層次來進行設定，不同串口所接收的數據應該進行相應的總結匯總。對端口輸出一定要進行指令的編程，相應的模擬量一定要根據實際情況來進行，正確地對數據進行接收，然后再進行不同角度的結算。

結語

綜上所述，伺服穩定系統在應用的過程中，最重要的就是旋轉變壓器，通過對整個系統進行工作原理的分析，可以有效對地其中的信號轉換進行掌握。整個系統運轉過程中，通過系統的次級輸出繞組可以產生電動勢，在運轉的過程中彼此之間存在著一定的相位差。程序軟件可以提高系統運行的整體精度，對精度進行控制的過程中需要應用測角系統，總體可以對系統的工作進行穩定，滿足系統整體精度的設定。

參考文獻

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