伺服稳定系统中旋转变压器的应用研究

彭自铭

摘 要：在研究的整个过程中，需要以伺服系统为背景，分析旋变的工作原理，信号之间可以进行切换，抓准一个角度进行解算并做出深刻的分析。核心算法也逐渐提出了新的反正切形式，通过调查研究得出了具体的步骤，其中涉及轴角的计算需要依靠相关数据和软件的支持。在计算的整个过程中，可以对转子角的位置进行信号调整，通过速度的调整也可以将信号反馈到伺服控制器中。整体计算方法体现出了解题形式的精度，在运作的过程中具有非常强的通用性，能够保障系统可以稳定持续地进行工作。

关键词：旋转变压器；角度解算；反正切算法；精度

中图分类号：TM383 文献标志码：A

旋变也叫作旋转变压器，在应用的过程中也被叫作解算器，旋转变压器在系统运行过程中可以算是解算装置，同时对整个测角系统来说也非常重要。旋转变压器的结构非常简单，在运用的过程中能够体现出它的優势，整体装置的抗干扰性能非常强。整个伺服稳定系统在运转的过程中，无论是处于恶劣的条件还是平稳的状态，系统都会克服干扰因素。旋转变压器的结构比较简单，整体的抗干扰性很强，在任何条件下都可以正常应用，在伺服控制系统当中应用的非常广泛。

1 旋转变压器工作原理

旋变发送机和旋变变压器都属于旋转变压器的范畴，旋变发送机在运转的过程中，励磁绕组是单相电压，整个系统运转过程中，只是单相电压作为后续支持。励磁绕组的力磁电流在系统运转过程中所产生的是交变磁通，通过系统的次级输出绕组可以产生电动势。转子在转动的过程中，系统中的励磁绕组和次级输出绕组在位置上会发生变化，系统电动势会发生大幅度的转化。

2 旋变在伺服系统中的应用

2.1 伺服系统原理图

图1是伺服系统的原理框架图，在每一个框架当中都会安装解算装置，此时解算装置大多数都是旋转变压器。旋转变压器会对系统当中各个角度的信息进行全方位的解算，无论是内方位还是外方位，都会对数据信息进行整体的分析。旋转变压器最终会获得准确的角度位置信息，对角位移量进行直接输出。系统当中的内框架转动主要是由内电机负责，内外框架的位移差是由内解算器进行测量的，具体的数据是由CPU采集，最终整体的信号会经过系统转化为数字信号，最终所需要的信号是数据形式。在整个数据信号转换的过程当中，CPU主要的作用就是对角度数字信号进行接收，这些信号来自各个通道。CPU在运行的过程当中主要应用的原理是耦合算法，可以对角度具体位置信息进行收集和汇总，为了有效实现外位置控制器的输入，需要对整个信息进行角度换算。通过软件的转化可以对外位置控制器进行应用，在输入外侧速回路之前，控制量需要通过D/A转换。对整个系统进行控制的过程当中，要想实现外框架的转动，就必须通过系统里面的传动装置，这样才可以对伺服系统进行精准的控制。

2.2 旋转变压器的信号变换

旋转变压器在对信号进行输出的过程中，需要对整个信号进行模拟，整体信号呈现出两相正交，信号传播的幅度值会随着转角的变化发生正余弦变化。信号不可以直接进行应用，需要对模拟信号和数字信号进行相互转换，模拟信号大多数是通过旋转变压器输出的，数字信号一般是控制系统所需要的。信号在传播的过程中需要借助模数转化器，通过转化模块可以将数字信号进行转变，从而可以对其中的主要功能进行信号模拟的分别汇总。信号进行汇总后就需要对其进行处理，从不同角度对数字信号进行分析解读，在内环和外环需要分别安插一片RDC芯片，所谓RDC指的是旋转变压器的数字转换器，通过这种特色的数字转换器能够实现系统数据的转换和输出。在这个系统中RDC的主要功能是实现从旋变的每一个通道位置分别接收模拟发射的信号，然后对这些信号进行进一步处理，输出形式以16位角度数字信号。不仅内环路需要一套完整的RDC芯片，外环路同样也需要，并且内外环路是相互独立使用的，通过RDC完成对于各个通道的解算，然后输出要求精度的角度数据，这些输出的角度数据都是经过CUP软件耦合处理的，因此其精确度更高。

2.3 数据采集

系统在整体运转的过程中，系统中的寄存器模块初始化设置都需要进行相应的调整，在进行调整时借助相应的系统软件，对A/D进行整体转换。系统中的正弦信号和余弦信号要进行同时采样记录，整体将数据纳入到数据存储器中，并且还要将相应的寄存器进行整体的运转。数据在采集的过程中需要进行定时中断方式，整体对旋转变压器的数值进行调整和采集，在整个采集数据过程中需要应用的是十六进制数。

2.4 算法实现

对旋转变压器的输出信号一定要进行计算，对信号在整体求解的过程中，需要对相应的计算形式进行转变，可以对正余弦模拟信号建立完整的数学模型，从而可以利用数学模型求出反正切，最终可以达到计算轴角的目的。解码系统涉及的环节比较复杂，首先要对正余弦模拟信号进行记录和收集，其次就是要在这些数据中进行过滤和筛选，在筛选的过程中需要应用到滤波器。FIR滤波器可以对数字进行快速的抽取，在整体运算的过程中，还需要应用到arctg核心算法。通过实现整体计算，可以对转子的位置进行精准的测量，最终可以对变压器解码系统进行有效的维护。在对转角位置的数字信号进行收集时，可以直接从旋转变压器模拟信号中调用，在整体运转的过程中，最终数据会以二进制串行输出。整体解算器的分辨率是16bit，整体的分辨精度也会在一个安全的范围之内，跟踪速度的范围也会在一定程度上提升。

3 解算结果

对解算器的实际角度值要进行整体的估计，通过估计值可以对未来值进行有效的设定，总体估计的过程中需要对解算器的估值进行数字量表示。整体运行程序需要相关的正确性测试，对解算器的值一定要分为4个层次来进行设定，不同串口所接收的数据应该进行相应的总结汇总。对端口输出一定要进行指令的编程，相应的模拟量一定要根据实际情况来进行，正确地对数据进行接收，然后再进行不同角度的结算。

结语

综上所述，伺服稳定系统在应用的过程中，最重要的就是旋转变压器，通过对整个系统进行工作原理的分析，可以有效对地其中的信号转换进行掌握。整个系统运转过程中，通过系统的次级输出绕组可以产生电动势，在运转的过程中彼此之间存在着一定的相位差。程序软件可以提高系统运行的整体精度，对精度进行控制的过程中需要应用测角系统，总体可以对系统的工作进行稳定，满足系统整体精度的设定。

参考文献

[1]任高辉，潘宏侠.旋转变压器在伺服稳定系统中的应用[J].机电技术，2011（2）：21-25.

[2]杨勇.旋转变压器研究[J].湖南农机，2014（11）：15.

[3]朱沛洪，张昆峰.旋转变压器在数字伺服舵机系统中的应用[J].微特电机，2011（12）：55-56.endprint