基于自整角机的角度跟踪系统虚拟仪器化设计.pdf

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1、2011年仪表技术与传感器2011第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11基于自整角机的角度跟踪系统虚拟仪器化设计刘嫣(陕西科技大学电信学院，陕西西安710021)摘要：针对目前自整角枳／轴角数字转换专用芯片检测方法(SDC)无法直接检测谐波、功能单一、灵活性差等缺点，在分析了含谐波的角度解算工作原理的基础上，设计并开发了基于虚拟仪器的角度跟踪系统。该系统硬件采用PC·DAQ结构方案，保留原有的角度传感器平台，增加虚拟仪器开发平台。系统软件采用LabVIEW8．5，运用LabVIEW

2、函数库实现数据采集、时频分析与数字滤波、角度解算、数据动态显示等多种功能。软件测试表明：该系统能够实现预期功能，并具有检测精度高、扩展性好等优点。关键词：自整角机；角度解算；信号处理；虚拟仪器中图分类号：TM383文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)11—0037—03VirtualInstrumentDesignofAngleTrackingSystemBasedonSynchroLIUYan(ElectricalandInformationEngineeringInstitute，ShanxiU

3、niversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，China)Abstract：ThecurrentimplementationofSDCdetectionmethodshavemanydrawbacks，suchascannotdetectharmonics，poorflexibilityandsinglefunction．Theangletrackingsystembasedonvirtualinstrumentwasdevelopedonthebasisofworkingw

4、ind-pieofanglecomputingcontainingharmonics．ThePC—DAQstructureschemeWasadoptedforhardwareofthissystem，thesensorstest—bedwerereserved，anewvirtualinstrumenttest—bedwasused．ThesoftwareofthissystemwasdevelopedbasedonLab—VIEW8．5，funtionlibraryofLabVIEWWasusedtodevelo

5、pfunctions，theexampletodataacquisition，time·frequencyanalysisanddigitalfilter，angledecodinganddynamicdatadisplay．Softwaretestshowsthatthissystemcarlachievetheexpectingfunctionsandhastheadvantagesofhighaccuracyandgoodexpansibility．Keywords：synchro；angledecoding；

6、signalprocessing；virtualinstrument0引言U3：Usimotsin(0—240。)(2)文中利用虚拟仪器技术，对基于自整角机的角度信传统的角度解算原理，对式(2)进行Scott变换，算法为：号进行检测和处理，并实现频谱分析、数字滤波、角度解算、角U，：√：。iI9：Bnsi砌￡．度动态显示等相关功能，提高角度测量的精度以及扩展角度跟(3)踪系统的性能。u2=一U2dr3UmcosOsinwt1含谐波的角度解算工作原理兰曰sinnt白整角机由转子和定子组成。转子外接频率为400Hz的令S

7、=，再经过比值运算可得：励磁电压，定子为三相分布绕组并接成星形。理想情况下定子输出的信号为：KtaJ1·s=K·s=a佃f4、U1=Ufsin0=Umsintosin00，=arctan(K，)=sin(0—120。)=Umsinwsin(0～120。)由式(4)可知，传统的角度解算算法会因谐波干扰所引入=Ufsin(0—240。)=Usintosin(0～240。)(1)的系数S导致解算后的角度产生角度误差A0=00。式中：Urn为转子绕组和定子绕组轴线一致时且励磁电压处于在实际测量过程中，被测信号中所含的谐波成分

8、是无法预峰值时线圈感应电势的最大值；为相对初始状态的转子转角。知的，为了消除谐波干扰的影响，设计中应引入时频变换工具，但实际情况下输出的三相交流电压信号通常会受谐波影分析其信号中所含的谐波成分，同时引入滤波器滤除谐波，这响，信号中含有不同的谐波成分。设自整角机输出的A相电压样既可消除谐波影响，又可提高角度测量的精度。受到谐波干扰影响，表达式为：