【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源电机控制，具体涉及一种用于旋转变压器的软解码方法。
技术介绍
1、目前用于电机转子位置检测的位置传感器主要有光电编码器、旋转变压器、和圆感应同步器等，而新能源汽车广泛选择旋转变压器作为永磁同步电机的位置传感器，并且分为软解码和硬解码两种。其中硬解码是需要和解码芯片搭配使用，并需要额外的辅助电路，解码芯片也受硬件条件的限制，难以保证位置的检测精度。从而需要一种旋变软解码方法，既能节省成本，又能保证检测精度，软解码技术中，有两个主要的步骤，第一个是对旋变输出信号的外包络的提取，第二个是进行角度计算。其中，提取外包络的方法主要是峰值检测法和积分法，角度解码过程中所用的方法是反正切法和基于锁相环的角度跟随法，然而市面上各种的软解码仍存在各种各样的问题。
2、如授权公告号为cn111245443b所公开的一种基于dsadc的旋变软解码处理方法及其装置，其虽然实现了在旋变软解码过程中，对旋变安装偏心、dsadc采样漂移等造成的信号误差进行实时检测并补偿，提高解码精度，其运算简单，占用系统资源较少，且能够时时动态监测当前误差值，对系统误差的变化具有自适应能力，补偿准确有效。经测试，加入误差补偿后，角度精度提高10％，有效地提高系统性能，但是并未解决现有由于旋变硬解码受到硬件因素限制，不易修改、设计不灵活，并且价格昂贵。普通软解码算法需要进行大量的数学计算，时间消耗大，对于实时系统不利的问题，为此我们提出一种用于旋转变压器的软解码方法。
技术实现思路
1、本专利技术
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于旋转变压器的软解码方法，包括有以下步骤：
3、s1、产生相应的pwm差分激励信号：通过载波生成进行配置好频率与波形参数，然后结合内部激励电路就会产生相应的pwm差分激励信号，通过滤波电路产生正弦的激励信号给旋转变压器；
4、s2、信号返回，并且信号转换：旋转变压器在接收到正弦信号后返回带有角度信息的正弦和余弦包络线，dsadc模块会对返回信号进行高频过采样来保证信号的完整性，并将模拟信号转换为高频数字信号；
5、s3、信号处理和计算处理：通过滤波器对旋转变压器返回信号进行多级滤波，并降低信号的频率；
6、并且通过整形环节对旋转变压器返回信号进行整形，将返回值和激励信号的延迟符号信号相乘，结果即为整形后的信号；
7、最后积分器对整形后的信号进行窗积分，输出结果，通常情况下；
8、s4、角度算法：将正弦和余弦信号输入角度跟踪观测器，计算得到转子位置角和速度，并根据正余弦信号进行差分信号的故障诊断检测。
9、优选的，所述dsadc模块中包括载波生成、励磁电路、旋转变压器、返回缓冲器、调制器、滤波器、整形环节、积分器和角度算法组成。
10、优选的，所述载波生成用于设定生成配置好的频率与波形参数；
11、所述励磁电路用于产生相应的pwm差分激励信号；
12、所述旋转变压器用于返回带有角度信息的正弦和余弦包络线，并且通过高频过采样来保证信号的完整性，以及将模拟信号转换为高频数字信号；
13、所述滤波器对所述旋转变压器返回信号进行多级滤波，并降低信号的频率；
14、所述整形环节对所述旋转变压器返回信号进行整形，将返回值和激励信号的延迟符号信号相乘，结果即为整形后的信号；
15、所述积分器用于对整形后的信号进行窗积分，积分的窗与激励信号的周期相同，完成每个窗的积分后，输出结果，并将积分器清零；
16、所述角度算法用于将正弦和余弦信号输入角度跟踪观测器，计算得到转子位置角和速度；并根据正余弦信号进行差分信号的故障诊断检测。
17、优选的，所述积分器的积分窗的数量是32个，输出的结果即为带有转子位置信号的正弦和余弦信号。
18、优选的，所述pwm差分激励信号是利用脉宽调试原理，配置pwm差分激励信号的频率与波形，并将pwm差分激励信号通入滤波器硬件电路后输入旋转变压器；旋转变压器将返回信号，通过返回缓冲器返回到芯片的dsadc接口端；最后，通过角度跟踪回路解析出旋变的位置和速度信息。
19、优选的，所述角度跟踪回路采用基于锁相环的角度辨识算法对转子位置信号进行解码，并对位置解码误差进行比较分析；将旋变后输出正弦信号和余弦信号与相应的反馈信号进行比较，通过闭环控制将角度误差最小化；采用比例积分控制，使其具有平滑输出的优点，在二阶系统中，振荡频率和阻尼比是决定系统动态响应的重要参数，通过调节这两个参数使角度观测器获得理想效果。
20、优选的，所述角度跟踪回路中包括有接收时间偏差、积分后正弦信号和积分后余弦信号的角度跟踪误差计算，所述角度跟踪误差计算后电性连接有二阶角度跟踪回路，所述二阶角度跟踪回路反向输出正弦信号和余弦信号，以及通过低通滤波输出速度输出，且二阶角度跟踪回路输出角度输出，以及积分后正弦信号和积分后余弦信号通过故障诊断输出故障信号。
21、优选的，所述积分器对于返回信号的计算公式如下：
22、其中va为正弦信号，vb为余弦信号，w载波角频率；
23、经过翻转的波形理解为正余弦函数加了绝对值，只不过正半周期取|sinθ|，而负半周期取-|sinθ，这样正弦函数的周期就变成了π，对上述两式进行积分得到：
24、
25、经过积分后的波形只与激励的幅值和当前的角度θ相关，与激励是无关的，所以，通过积分提取外包络得到实现。
26、优选的，所述锁相环的角度辨识算法来提取旋转轴的角度和速度，pi控制器使用的误差电如下所际：
27、ve＝vyvpcos(nθ)-vxvpsin(nθ)，
28、vp是激励电压，
29、vx是旋转变压器次级绕组的x电压，
30、vy是旋转变压器次级绕组的y电压，
31、n是旋转变压器的极对数，
32、θ是角度；
33、获得的速度为：w＝kpve+ki∫ve,，
34、使用以下公式根据速度计算角度：
35、优选的，所述调制器是低频的位置信号和激励载波电压信号的调制，将位置信号频谱搬移至高频附近，便于位置信号的传输；
36、旋变输入输出电压的具体时域波形函数表达式：
37、
38、其中um为载波电压幅值，ω为载波角频率，k为变比，θ为电气角度。
39、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
40、本专利技术首先利用脉宽调试原理，配置pwm激励信号的频率与波形，并将pwm信号通入低通滤波器等硬件电路后输入旋转变压器；旋转变压器将返回信号，通过buffer电路返回到芯片的dsadc接口端；最后，通过角度跟踪回路解析出旋变的位置和速度信息；
41、采用基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于，包括有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述DSADC模块中包括载波生成、励磁电路、旋转变压器、返回缓冲器、调制器、滤波器、整形环节、积分器和角度算法组成。
3.根据权利要求2所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述载波生成用于设定生成配置好的频率与波形参数；
4.根据权利要求3所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述积分器的积分窗的数量是32个，输出的结果即为带有转子位置信号的正弦和余弦信号。
5.根据权利要求1所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述PWM差分激励信号是利用脉宽调试原理，配置PWM差分激励信号的频率与波形，并将PWM差分激励信号通入滤波器硬件电路后输入旋转变压器；旋转变压器将返回信号，通过返回缓冲器返回到芯片的DSADC接口端；最后，通过角度跟踪回路解析出旋变的位置和速度信息。
6.根据权利要求5所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述角度跟踪回路采用基
7.根据权利要求6所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述角度跟踪回路中包括有接收时间偏差、积分后正弦信号和积分后余弦信号的角度跟踪误差计算，所述角度跟踪误差计算后电性连接有二阶角度跟踪回路，所述二阶角度跟踪回路反向输出正弦信号和余弦信号，以及通过低通滤波输出速度输出，且二阶角度跟踪回路输出角度输出，以及积分后正弦信号和积分后余弦信号通过故障诊断输出故障信号。
8.根据权利要求1所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述积分器对于返回信号的计算公式如下：
9.根据权利要求6所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述锁相环的角度辨识算法来提取旋转轴的角度和速度，PI控制器使用的误差电如下所际：
10.根据权利要求2所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述调制器是低频的位置信号和激励载波电压信号的调制，将位置信号频谱搬移至高频附近，便于位置信号的传输；
...【技术特征摘要】
1.一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于，包括有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述dsadc模块中包括载波生成、励磁电路、旋转变压器、返回缓冲器、调制器、滤波器、整形环节、积分器和角度算法组成。
3.根据权利要求2所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述载波生成用于设定生成配置好的频率与波形参数；
4.根据权利要求3所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述积分器的积分窗的数量是32个，输出的结果即为带有转子位置信号的正弦和余弦信号。
5.根据权利要求1所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述pwm差分激励信号是利用脉宽调试原理，配置pwm差分激励信号的频率与波形，并将pwm差分激励信号通入滤波器硬件电路后输入旋转变压器；旋转变压器将返回信号，通过返回缓冲器返回到芯片的dsadc接口端；最后，通过角度跟踪回路解析出旋变的位置和速度信息。
6.根据权利要求5所述的一种用于旋转变压器的软解码方法，其特征在于：所述角度跟踪回路采用基于锁相环的角度辨识算法对转子位置信号进行解码，并对位置解码误差进行比较分析；将旋变后输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：付昊，刘文洲，成传柏，凌晨，徐金龙，杨明，任永超，
申请(专利权)人：南京融浦益达动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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