旋转变压器输出信号自动标定

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1、2014年3月北京航空航天大学学报March2014第40卷第3期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．3旋转变压器输出信号自动标定张健吴忠(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：旋转变压器输出以角位置正余弦为包络的调幅信号，一般通过检波与解调获取角位置及角速度信息．检波后信号往往存在直流偏置、幅值不等和相位偏移，对其进行标定是实现高精度解调的前提．针对检波后信号的标定问题，提出了一种离线自动标定方法．设计状态观测器，对检波后两路信号的幅值及

2、直流偏置进行估计；构造二元二次目标函数，利用梯度估计法，获取相位偏移．理论分析表明，与仅采用梯度估计法相比，此方法避免了目标函数多解问题．实验结果表明，此方法参数选择容易，具有较高的精度，是完全可行的．关键词：旋转变压器；标定；状态观测器；梯度估计中图分类号：TM383文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)03-0383-06AutomaticcalibrationofoutputsignalsfrOmresolversZhangJianWuZhong(SchoolofInstrumentationScienceand0pto—elect

3、ronicsEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Theoutputsofresolversareamplitudemodulatedsignals，onewiththesineandtheotherwiththecosineofangularposition．Inordertoobtaintherotorangularpositionandvelocityinformation，detectionanddemodula

4、tionarerequired．However，detectionresultsoftencontaindcoffsets，amplitudedeviationandnon—orthogonalphaseshift．Toenhancedemodulationaccuracy，acalibrationprocedureisnecessarybeforede—modulation．Anofflineautomaticcalibrationmethodwasintroducedtomeetthisneed．Astateobserverwasin．troduce

5、dtoestimatetheamplitudeanddcoffsetsofthedetectedsignals．Toestimatethephaseshift，atwovariablequadraticgoalfunctionwasconstructed，whichcanberesolvedbygradientestimator．Comparedwiththemethodthatusingonlygradientestimator，themultiple—rootsproblemwasresolved．Thevalidityofthecal-ibrati

6、onmethodwasprovedbyexperiments．Theproposedmethoddoesn’tneedcomplicatedparameterselec—tion，andconvergestosinglerootwithhighaccuracy．Keywords：resolver；calibration；stateobserver；gradientestimation准确、可靠的转子角位置及角速度检测是实现伺服电机高性能控制的必要条件．为获取转子角位置及角速度信息，通常在电机转轴上安装旋转变压器、磁编码器、光电编码器等轴角传感器．旋转变压

7、器具有抗干扰能力强、精度高的特点，被广泛用于航空航天、军事、工业机器人等需要高可靠传感器的伺服系统中．旋转变压器的输出是包含角位置信息的调幅信号．获取其角位置或角速度信息，一般通过检波与解调两个步骤完成．在理想情况下，检波后的包络信号应是幅值相等，且完全正交的正余弦信号．但是由于众多非理想因素(如旋转变压器的机械构造、检波与调理电路的影响)，旋转变压器检波后信号往往存在直流偏置、幅值不等和相位偏移⋯．若直接进行解调，必将造成较大的解调误差．因此，需要对其进行标定．针对两路正交信号的标定问题，文献[2—3]收稿日期：2013-05-07；网络出版时间：20

8、13—11-2010：28；DOI：10．13700／j．bh．1001-596