旋转变压器软解码算法分析研究
2023年电子技术应用第5期
宋建国，刘小周，李子豪
（北京工业大学 信息学部，北京 100124）
摘要：永磁同步电机矢量控制当中，需要获得电机转子准确的电角度，在工业控制当中电机位置传感器常采用旋转变压器获取电机转子位置。旋转变压器位置解码常采用专用解码芯片获取电机转子位置，但解码芯片增加硬件开发成本，故对旋转变压器的位置解码进行软件算法设计分析。针对传统二阶角度跟踪器对加速度跟踪效果不佳的问题进行优化设计，提出对二阶跟踪器进行前馈校正装置设计以达到更好的角度跟踪效果。通过MATLAB/Simulink对软件算法进行仿真验证。采用MCAL配置TC275外设DSADC解码旋变信息，通过实验进进行结果验证方案的可行性。
中图分类号：TM383.2
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223410
中文引用格式：宋建国，刘小周，李子豪. 旋转变压器软解码算法分析研究[J]. 电子技术应用，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.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223410
中文引用格式：宋建国，刘小周，李子豪. 旋转变压器软解码算法分析研究[J]. 电子技术应用，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
永磁同步电机因其独特的结构特点以及高性能转速，永磁同步电机控制采用矢量控制 。这种控制方式要求获取电机转子的准确位置。目前常采用光电编码器、磁编码器和旋转变压器（Resolver，旋变）。
光电编码器与磁编码器工作环境不能够适应震动高温等恶劣环境，可靠性差。所以，旋变被广泛地应用在汽车、工业伺服系统、航天等。
旋变输入的是一组正余弦信号，在电机旋转的过程因转子所处的位置不同得到两组幅值随转子位置变化的正余弦信号量。通常采用专用的旋变解码芯片解析出转子位置，常采用的旋变解码芯片AD2S1205等。解码芯片可以产生高频信号到旋变，然后读取旋变输出信号，芯片内部运算得到转子的位置和速度，解码芯片将位置、速度及相关信息上传至单片机。但是在系统当中加一个专用解码芯片，加大了电路冗余，增加了开发成本。本文采用英飞凌TC275车规级芯片。底层采用AUTOSAR底层MCAL配置。TC275单片机内部集成外设DSADC。DSADC内部对旋变输出信号进行处理，最后得到正余弦信号，对正余弦解码获取位置信息有多种方式，对正余弦进行反正切查表获取位置信息。但这种获取转子位置有一定的缺点，文中对目前使用最广的二阶角度跟踪器进行误差分析，并提出一种以二阶角度跟踪器为基础的带前馈校正结构的角度跟踪器。
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宋建国，刘小周，李子豪
（北京工业大学 信息学部，北京 100124）
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