基于绝对式感应同步器的角度测量系统

论文摘要

圆感应同步器测角系统是一种采用电磁感应原理的角度测量系统。传统的圆感应同步器测角系统采用的是单通道的感应同步器,在精度要求较高的时候,只能测量1°范围以内的绝对角度,而不能测量一个圆周内的任意角度的绝对坐标。而基于绝对式测角系统采用的是绝对式圆感应同步器。它有两相绕组:用于精测角度的720极绕组,精测1°范围内的绝对角度;用于粗测角度的单极绕组,粗测一个圆周(360°)内的任意角度,通过将这双通道的感应信号经过放大、模数转换,再进行粗精结合,完成一个圆周内任意角度的绝对坐标输出。本文采用绝对式圆感应同步器作为角度传感器,以AD2S80A作为角度模数转换器,FPGA作为数字信号处理器进行双通道角度信息的粗精结合和译码,采用总体开环和数字信号处理部分闭环的方案设计了绝对角度测量系统。具体论述了该系统的实现原理、硬件结构、电路分析并在此基础上对如何提高系统测量动态精度方面进行了一些有益的尝试。最后对整个系统的抗干扰能力提出了一些解决方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第一节 圆感应同步器测角系统的发展概况
• 第二节 感应同步器的应用领域和技术指标
• 第三节 本论文的研究任务
• 第二章 感应同步器的工作原理
• 第一节 感应同步器工作原理
• 2.1.1 结构和种类
• 2.1.2 工作原理
• 第二节 运行方式
• 2.2.1 分段绕组激磁，连续绕组输出
• 2.2.2 连续绕组激磁，分段绕组输出
• 第三节 输出电势
• 2.3.1 激磁电流分解
• 2.3.2 气隙磁感应强度
• 2.3.3 磁链和输出电动势
• 第三章 圆感应同步器测角系统
• 第一节 数显表的基本原理
• 3.1.1 闭环跟踪数显系统
• 3.1.2 开环数显系统
• 第二节 鉴幅型数显表
• 第四章 测角系统性能分析
• 第一节 感应同步器测角系统的误差分析
• 4.1.1 零位误差
• 4.1.2 细分误差
• 第二节 动态测量误差的概念及理论分析
• 4.2.1 动态测量误差的概念
• 4.2.2 动态测量误差的理论分析
• 第三节 电子伺服系统模型分析
• 4.3.1 开环系统
• 4.3.2 Ⅱ型闭环系统
• 4.3.3 控制系统的设计方法
• 第四节 测角系统动态误差分析
• 4.4.1 AD2S80A工作原理
• 4.4.2 AD2S80A转换误差分析
• 第五章 绝对式感应同步器测角系统工程实现
• 第一节 绝对式感应同步器测角系统实现方案
• 5.1.1 绝对式感应同步器测角系统实现方案
• 5.1.2 硬件电路分析
• 第二节 动态误差检测
• 5.2.1 测量精度的概念
• 5.2.2 测角系统静态精度的测量
• 5.2.3 绝对式感应同步器测角系统的动态检测
• 第六章 干扰的抑制与防护
• 第一节 电磁干扰的理论分析
• 第二节 绝对式圆感应同步器测角系统干扰源的抑制
• 总结
• 参考文献
• 硕士期间发表文章
• 致谢