基于TMS320F2808的旋转变压器数字解算方法.pdf

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1、第47卷第8期Vo1．47．No．82014拄8月MICROMOTORSAug．2014基于TMS320F2808的旋转变压器数字解算方法李长兵，吴玉新，杨怀彬(1．装甲兵工程学院，北京100072；2．西安微电机研究所，西安710077)摘要：分析和验证了一种应用于伺服系统的低成本旋转变压器位置解算方法。首先介绍了该方法的基本原理，旋变激磁的产生、采样的同步，数字位置和速度的解算。在实验部分，以永磁同步电机为被测对象完成了相关测试工作。结果表明，所提出的旋转变压器解算方法具有精度高、实时响应性好等特点，能够满足伺服系统的动、静态性能

2、要求。关键词：观测器；旋转变压器；过采样中图分类号：TM383．2文献标志码：A文章编号：1001．6848{2014108．0057．04DigitalSolutionMethodforResolverBasedonTMS320F2808LIChangbing，WUYuxin，YANGHuaibin(1．AcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing100072，China；2．XianMicromotorResearchInstitute，Xian710071，China)Abstract：Al

3、ow-costresolverpositionsolvingmethodsinservosystemwasanalyzedandproved．First，in—troducedthebasicprincipleofthismethod，includingtheresolverexcitationgeneration，samplingsynchroni—zationandthedigitalsolvingmethodofpositionandspeed．Intheexperimentalpart，completedtherelevant

4、testsbasedonpermanentmagnetsynchronousmotor．Theresultsshowthatthemethodhashigh—precisionandhish-responsecharacteristics，canmeetthedynamicandstaticperformancerequirementsofservosystem．Keywords：observer；resolver；oversampling两个输出回路，一个回路输出幅值随转子角度按正0引言弦变化的正弦信号，一个回路输出幅值随转子角度在

5、现代交流伺服系统中，常常采用旋转变压器按余弦变化的余弦信号。相应表达式如式1所示，作为永磁同步电动机的速度和位置检测装置。旋转变其中e为输入的激磁信号，esine为输出的正弦信号，压器对比光电编码器具有更高的抗冲击能力和更强的ecose为输出的余弦信号，为激磁频率，0为转子角环境适应性能力J。旋转变压器输出的是随电机位置度，为旋转变压器的变比。对应波形如图1所示。变化的正弦和余弦信号，必须经过解算才能得到数字位置信号。传统的解算方法是采用专用的旋转变压器解算芯片，比如AD2S80、AD2S82、AD2S1210等，这些解算芯片解算速度

6、快、工作可靠，并能达到较高的解算精度，但其价格昂贵，使用不够灵活。近年来随着工业控制CPU性能的大幅提升，单CPU已经能够(a)激磁信号完成多任务的综合控制和实时执行多种复杂控制算法。设计的伺服系统采用TMS320F2808为核心，用片内A／D转换器进行电流、电压、温度和旋变正余弦信号的采集，由CPU完成电机的控制算法和旋转(b)正弦输出信号变压器位置速度信号的解算。1旋转变压器基本原理旋转变压器是一种基于电磁耦合原理的位置传(c)余弦输出信号感器，有一个输入回路用以施加正弦激磁信号，有图1旋转变压器的输入输出信号波形收稿日期：201

7、4一l一15作者简介：李长兵(1971)，男，硕士，研究方向为电力电子及电力传动。·58·

8、IL'I}扣47卷根据(1)式电机转子位置角度可以通过求取正弦信号和余弦信号比值的反正切函数来得到，如式REF2(2)所示。REF10：arctan()(2)ec0s2激磁信号的产生和反馈信号的采集一般旋转变压器的激磁信号需要4～20kHz，峰值10V左右的正弦信号。根据输出的正弦和余弦信C33号，通过反正切函数可以求得电机转子位置，为获得最大信噪比，A／D转换器应该采集正弦和余弦信图4滤波和功率放大电路号的峰值]。如图2所示。这样系统就存在一

9、个同CPU在EPWM1的计数值等于周期值时触发对步的问题。旋转变压器正弦和余弦信号的采样，计数值等于0时触发对电机电流的采样。为提高A／D转换的精．．，／＼／＼／＼，／＼／＼／＼／＼／＼：：度，系统采用过采样，每次对旋转