旋转变压器解算方法概述

提出了一种高可靠性、低成本的旋转变压器解算方法。首先分析了该方法的基本原理，对传统解算电路做了改进设计，降低了系统成本，同时提高了系统工作可靠性。在引入CORDIC算法进行转角解算后，可有效提高解算精度。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、灾时响应性好等特点，完全满足现代控制测量领域对系统的成本、测量精度可靠性等方面提出的较为苛刻的要求。

转角测量装置是现代机电一体化产品、电气自动化系统等领域不可或缺的重要组成部分。常用的角度测量传感器有光栅编码器、霍尔传感器和旋转变压器。光栅编码器直接将被测转角转换成数字信号，使用起来简单方便，但它存在环境适应性差、价格偏高等缺点，致使其难以推广应用；霍尔传感器结构简单，但测量精度较低，因此应用范围比较有限；旋转变压器作为一种轴角传感器，具有结构可靠、实时性好、环境适应性强等特点，主要用于对产品可靠性和轴角测量精度要求都比较高的场合，诸如陀螺平台、机器人控制、电机伺服系统等。

目前，针对旋转变压器输冉信号的解算方法主要有以下两种：第一种采用擘用旋转变压器解算芯片(如AD2S80A、AD2S90、AU6803等)进行转角解算。擘用的解算芯片解算速度快、工作可靠，并能达到较高的解算精度，但其价格昂贵，限制了其在低成本应用场合的推广。第二种方法是将旋转变压器输出信号直接送入控制器CPU的模数转换单元，然后再通过软件解调算法实现转角信息的数字转换，这种方法原理简单，但为保证旋转变压器的测量速度与精度，减小孔径误差，CPU模数转换单元必须具有较高的转换精度和转换频率，因而对器件性能有较高要求，导致系统成本大大增加。

基于以上分析，为了克服上述两种方法成本较高的缺陷，本文提出了一种旋转变压器输冉信号解算方法，通过调理电路对旋转变压器输冉信号进行实时调理，降低输冉信号频率，得到数字信号处理器可识别的信号，并由固化于数字信号处理器的解算软件通过CORDIC迭代算法解算出转角信息，具有成本低、精度高、实时性好、结构简单、工作可靠等一系列优点。