旋轉變壓器軟解碼算法分析研究
2023年電子技術應用第5期
宋建國，劉小周，李子豪
（北京工業大學 信息學部，北京 100124）
摘要： 永磁同步電機矢量控制當中，需要獲得電機轉子準確的電角度，在工業控制當中電機位置傳感器常采用旋轉變壓器獲取電機轉子位置。旋轉變壓器位置解碼常采用專用解碼芯片獲取電機轉子位置，但解碼芯片增加硬件開發成本，故對旋轉變壓器的位置解碼進行軟件算法設計分析。針對傳統二階角度跟蹤器對加速度跟蹤效果不佳的問題進行優化設計，提出對二階跟蹤器進行前饋校正裝置設計以達到更好的角度跟蹤效果。通過MATLAB/Simulink對軟件算法進行仿真驗證。采用MCAL配置TC275外設DSADC解碼旋變信息，通過實驗進進行結果驗證方案的可行性。
中圖分類號：TM383.2
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223410
中文引用格式： 宋建國，劉小周，李子豪. 旋轉變壓器軟解碼算法分析研究[J]. 電子技術應用，2023，49(5)：62-66.
英文引用格式： Song Jianguo，Liu Xiaozhou，Li Zihao. Research and analysis on soft decoding algorithm of resolver[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：62-66.
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223410
中文引用格式： 宋建國，劉小周，李子豪. 旋轉變壓器軟解碼算法分析研究[J]. 電子技術應用，2023，49(5)：62-66.
英文引用格式： Song Jianguo，Liu Xiaozhou，Li Zihao. Research and analysis on soft decoding algorithm of resolver[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：62-66.
Research and analysis on soft decoding algorithm of resolver
Song Jianguo，Liu Xiaozhou，Li Zihao
(Faculty of Information Technology， Beijing University of Technology， Beijing 100124，China)
Abstract： In the vector control of the permanent magnet synchronous motor, it is necessary to obtain the accurate electrical angle of the motor rotor. In industrial control, the motor position sensor often uses a resolver to obtain the motor rotor position. Decoding the resolver position usually uses a dedicated decoding chip to obtain the rotor position of the motor, but the decoding chip increases the hardware development cost. In this paper, the software algorithm design and analysis for the position decoding of the resolver is carried out. The traditional second-order angle tracker has a poor acceleration tracking effect and is optimized, and a feedforward correction device design for the second-order tracker is proposed to achieve better angle tracking effect. The software algorithm is simulated and verified by MATLAB/Simulink. The MCAL is used to configure the TC275 peripheral DSADC to decode the resolver information, and the feasibility of the scheme is verified through experiments.
Key words : resolver；soft decoding；angle tracking word；feedforward correction
0 引言
永磁同步電機因其獨特的結構特點以及高性能轉速，永磁同步電機控制采用矢量控制 。這種控制方式要求獲取電機轉子的準確位置。目前常采用光電編碼器、磁編碼器和旋轉變壓器（Resolver，旋變）。
光電編碼器與磁編碼器工作環境不能夠適應震動高溫等惡劣環境，可靠性差。所以，旋變被廣泛地應用在汽車、工業伺服系統、航天等。
旋變輸入的是一組正余弦信號，在電機旋轉的過程因轉子所處的位置不同得到兩組幅值隨轉子位置變化的正余弦信號量。通常采用專用的旋變解碼芯片解析出轉子位置，常采用的旋變解碼芯片AD2S1205等。解碼芯片可以產生高頻信號到旋變，然后讀取旋變輸出信號，芯片內部運算得到轉子的位置和速度，解碼芯片將位置、速度及相關信息上傳至單片機。但是在系統當中加一個專用解碼芯片，加大了電路冗余，增加了開發成本。本文采用英飛凌TC275車規級芯片。底層采用AUTOSAR底層MCAL配置。TC275單片機內部集成外設DSADC。DSADC內部對旋變輸出信號進行處理，最后得到正余弦信號，對正余弦解碼獲取位置信息有多種方式，對正余弦進行反正切查表獲取位置信息。但這種獲取轉子位置有一定的缺點，文中對目前使用最廣的二階角度跟蹤器進行誤差分析，并提出一種以二階角度跟蹤器為基礎的帶前饋校正結構的角度跟蹤器。
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宋建國，劉小周，李子豪
（北京工業大學 信息學部，北京 100124）
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