一种精密测角电路及测角方法技术

本发明专利技术涉及一种精密测角电路，包括：激磁信号产生电路、带通滤波电路、调相调幅电路、功率放大电路、继电器电路、感应同步器、精通道差分放大电路、精通道滤波放大电路、精通道轴角转化电路、粗通道差分放大电路、粗通道滤波放大电路、粗通道轴角转化电路、FPGA电路。该精密测角电路具有较高的控制精度、较高的抗辐指标、较高的可靠性，适用于卫星姿态控制系统的控制力矩陀螺测角系统。

A Precision Angle Measuring Circuit and Method

【技术实现步骤摘要】
一种精密测角电路及测角方法
本专利技术涉及一种精密测角
，具体涉及绝对式圆感应同步器应用的精密测角电路及测角方法。
技术介绍
控制力矩陀螺作为卫星的重要执行机构，对实现卫星姿态的稳定、高精度、高可靠性控制具有重要的作用，现有控制力矩陀螺测角系统多采用光电编码器和旋转变压器作为控制力矩陀螺的测角元件，但使用光电编码器和旋转变压器作为测角元件存在以下不足：(1)抗辐指标不够：光电编码器由于其测角系统存在光敏器件，光敏器件容易受空间辐照的影响导致抗辐指标不够，限制了其在空间环境中的应用。(2)测角精度不够：旋转编码器由于其自身结构的限制很难实现高精度的测量，限制了控制执行机构控制精度的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种绝对式圆感应同步器冗余备份的精密测角电路及侧角方法，能够有效地解决采用光电编码器抗辐指标不够以及采用旋转编码器测角精度不够的不足，提高了测角系统的精度，并采用冗余备份的方式提高了系统的可靠性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种精密测角方法，其特点是，包括：激磁信号产生电路产生用于感应同步的激励信号；带通滤波电路、调相调幅电路，以及功率放大电路，依次对激励信号进行带通滤波处理，调相调幅，以及功率放大处理；继电器电路对功率放大后的激磁信号进行主备份切换选择采用主份激磁信号还是备份激磁信号；激磁信号进入感应同步器实现对感应同步器的激磁；感应同步器精/粗通道输出信号分别进入精/粗通道差分放大电路；精/粗通道滤波放大电路分别对精/粗通道差分放大电路放大后的信号进行滤波处理；精/粗通道轴角转化电路分别对精/粗通道滤波放大电路滤波后的精/粗码信号进行模数转化；粗/精通道转化后的数据同时进入FPGA电路，FPGA电路对粗/精通道的数据进行粗/精融合处理生成正确的位置信息。一种精密测角电路，包括：激磁信号产生电路、带通滤波电路、调相调幅电路、功率放大电路、继电器电路、感应同步器、精通道差分放大电路、精通道滤波放大电路、精通道轴角转化电路、粗通道差分放大电路、粗通道滤波放大电路、粗通道轴角转化电路、FPGA电路；其中，上述带通滤波电路与所述激磁信号产生电路相连；上述调相调幅电路与所述带通滤波电路相连；上述功率放大电路与调相调幅电路相连；上述继电器电路与上述功率放大电路相连；上述感应同步器与上述继电器电路相连；上述精通道差分放大电路与上述感应同步器相连；精通道滤波放大电路与精通道差分放大电路相连；精通道轴角转化电路与精通道滤波放大电路相连；FPGA电路与精通道轴角转化电路相连；粗通道差分放大电路与感应同步器相连；粗通道滤波放大电路与粗通道差分放大电路相连；粗通道轴角转化电路与粗通道滤波放大电路相连；FPGA电路与粗通道轴角转化电路相连。进一步的，上述激磁信号产生电路，用于产生感应同步器的激励信号，并可以根据不同的应用需求产生不同的激磁频率、幅值的电压信号。进一步的，上述带通滤波电路，用于实现对激磁电路产生的激磁信号进行带通滤波处理。进一步的，上述调相调幅电路，用于实现对带通滤波处理后的激磁信号进行调相调幅。进一步的，上述功率放大电路，用于实现对感应同步器激磁信号的功率放大。进一步的，上述继电器电路，用于实现对感应同步器激磁信号主备份之间的切换。进一步的，上述感应同步器，用于接收继电器电路输出的激磁信号，根据激磁信号产生相应的位置信号。进一步的，上述精通道差分放大电路，用于接收感应同步器精通道位置输出信号并对其进行差分放大处理，以及提高感应同步器输出信号的抗干扰能力。进一步的，上述经通道滤波放大电路，用于对差分放大后的感应同步器精通道数据进行滤波处理，滤除干扰信号。进一步的，上述精通道轴角转化电路，用于对感应同步器精通道位置信号进行轴角转化，将模拟位置信号转化为数字量。进一步的，上述粗通道差分放大电路，用于接收感应同步器粗通道位置输出信号并对其进行差分放大处理，以及提高感应同步器输出信号的抗干扰能力。进一步的，上述粗通道滤波放大电路，用于对差分放大后的感应同步器粗通道数据进行滤波处理，滤除干扰信号。进一步的，上述粗通道轴角转化电路，用于对感应同步器粗通道位置信号进行轴角转化，将模拟位置信号转化为数字量。进一步的，上述FPGA电路，用于实现对经通道轴角转化电路和粗通道轴角转化电路时序控制，对采集的粗精通道数据进行融合校正处理得到正确的位置信号。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：一，避免采用光敏器件提高了电路的抗辐指标，提高了测角电路的可靠性。二，具有较高的测角精度，该电路能够实现2″的测角精度。三，采用主备份形式，进一步提高了测角电路的可靠性。四、采取了有效地抗干扰措施避免了外间信号对感应同步器的干扰。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种绝对式圆感应同步器冗余备份的精密测角电路原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，为本专利技术一种绝对式圆感应同步器冗余备份的精密测角电路的实施例一，本专利技术基于一种绝对式圆感应同步器冗余备份的精密测角电路包括激磁信号产生电路1、带通滤波电路2、调相调幅电路3、功率放大电路4、继电器电路5、感应同步器6、精通道差分放大电路7、精通道滤波放大电路8、精通道轴角转化电路9、粗通道差分放大电路10、粗通道滤波放大电路11、粗通道轴角转化电路12、FPGA电路13。其中，带通滤波电路2与激磁信号产生电路相连1、调相调幅电路3与带通滤波电路相连2、功率放大电路4与调相调幅电路相连3、继电器电路5与功率放大电路4相连、感应同步器6与继电器电路5相连、精通道差分放大电路7与感应同步器6相连、精通道滤波放大电路8与精通道差分放大电路7相连、精通道轴角转化电路9与精通道滤波放大电路8相连、FPGA电路13与精通道轴角转化电路相连9、粗通道差分放大电路11与感应同步器相连6、粗通道滤波放大电路11与粗通道差分放大电路10相连、粗通道轴角转化电路12与粗通道滤波放大电路8相连、FPGA电路13与粗通道轴角转化电路12相连。其中，激磁信号产生电路1，用于产生感应同步器6的激励信号，该激磁信号产生电路1可以根据不同的应用需求产生不同的激磁频率的电压信号，只需要对该电路的外围参数进行相应的配置。带通滤波电路2，用于实现对激磁信号产生电路1产生的激磁信号进行带通滤波处理。调相调幅电路3，用于实现对经过带通滤波电路2处理后的激磁信号进行调相调幅，其目的是使得感应同步器激磁信号与感应同步器输出的位置信号幅值和相位一致。功率放大电路4，用于实现对感应同步器激磁信号进行功率放大。继电器电路5，用于实现对感应同步器激磁信号进行主备份之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密测角方法，其特征在于，所述方法包括：激磁信号产生电路产生用于感应同步的激励信号；带通滤波电路、调相调幅电路，以及功率放大电路，依次对激励信号进行带通滤波处理，调相调幅，以及功率放大处理；继电器电路对功率放大后的激磁信号进行主备份切换选择采用主份激磁信号还是备份激磁信号；激磁信号进入感应同步器实现对感应同步器的激磁；感应同步器精/粗通道输出信号分别进入精/粗通道差分放大电路；精/粗通道滤波放大电路分别对精/粗通道差分放大电路放大后的信号进行滤波处理；精/粗通道轴角转化电路分别对精/粗通道滤波放大电路滤波后的精/粗码信号进行模数转化；粗/精通道转化后的数据同时进入FPGA电路，FPGA电路对粗/精通道的数据进行粗/精融合处理生成正确的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种精密测角方法，其特征在于，所述方法包括：激磁信号产生电路产生用于感应同步的激励信号；带通滤波电路、调相调幅电路，以及功率放大电路，依次对激励信号进行带通滤波处理，调相调幅，以及功率放大处理；继电器电路对功率放大后的激磁信号进行主备份切换选择采用主份激磁信号还是备份激磁信号；激磁信号进入感应同步器实现对感应同步器的激磁；感应同步器精/粗通道输出信号分别进入精/粗通道差分放大电路；精/粗通道滤波放大电路分别对精/粗通道差分放大电路放大后的信号进行滤波处理；精/粗通道轴角转化电路分别对精/粗通道滤波放大电路滤波后的精/粗码信号进行模数转化；粗/精通道转化后的数据同时进入FPGA电路，FPGA电路对粗/精通道的数据进行粗/精融合处理生成正确的位置信息。2.一种精密测角电路，其特征在于，包括：激磁信号产生电路、带通滤波电路、调相调幅电路、功率放大电路、继电器电路、感应同步器、精通道差分放大电路、精通道滤波放大电路、精通道轴角转化电路、粗通道差分放大电路、粗通道滤波放大电路、粗通道轴角转化电路、FPGA电路；其中，所述带通滤波电路与所述激磁信号产生电路相连；所述调相调幅电路与所述带通滤波电路相连；所述功率放大电路与调相调幅电路相连；所述继电器电路与所述功率放大电路相连；所述感应同步器与所述继电器电路相连；所述精通道差分放大电路与所述感应同步器相连；精通道滤波放大电路与精通道差分放大电路相连；精通道轴角转化电路与精通道滤波放大电路相连；...

【专利技术属性】
技术研发人员：申友涛，周承豫，魏新生，周华俊，孙丹峰，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31