CN116817739B - 旋转变压器的误差补偿控制方法及设备 - Google Patents

旋转变压器的误差补偿控制方法及设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种旋转变压器的误差补偿控制方法及设备，所述方法包括：获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数；使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。

Description

旋转变压器的误差补偿控制方法及设备
技术领域
本申请涉及旋转变压器技术领域，尤其涉及一种旋转变压器的误差补偿控制方法及设备。
背景技术
旋转变压器由旋转绕组和两个定子绕组组成，能够输出两路关于激励信号的输出信号，用于计算旋转变压器中的角位移。
但是，由于电路板线路传输延迟、幅值不匹配等原因，会使得基于输出信号计算得到的角位移存在误差，导致准确率较低。
因此，亟需一种能够对旋转变压器的输出信号进行补偿，以提高角位移准确性的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种旋转变压器的误差补偿控制方法及设备，用以解决现有技术中计算得到的旋转变压器的角位移准确率较低的技术缺陷，如下：
一种旋转变压器的误差补偿控制方法，所述方法包括：
获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；
根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数；
使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；
根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。
上述方法，优选的，根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，包括：
对所述第一输出信号进行第一处理，以得到第一中间信号；
对所述第二输出信号进行第二处理，以得到第二中间信号；
获得所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的第一差值信号；
根据所述第一差值信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
上述方法，优选的，所述第一中间信号和所述第二中间信号中分别包含角位移变量；
其中，根据所述第一差值信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，包括：
对所述第一差值信号进行低通滤波处理，以得到第一滤波信号；
通过改变所述角位移变量的值，对所述第一滤波信号取最小值，以得到所述第一滤波信号的最小值；
根据所述第一滤波信号的最小值，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
上述方法，优选的，对所述第一输出信号进行第一处理，以得到第一中间信号，包括：
将所述第一输出信号至少乘以角位移变量的余弦值，以得到第一中间信号；所述第一中间信号包含所述角位移变量；
其中，对所述第二输出信号进行第二处理，以得到第二中间信号，包括：
将所述第二输出信号至少乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第二中间信号；所述第二中间信号包含所述角位移变量。
上述方法，优选的，所述误差系数对应于角位移误差和/或幅值误差；
其中，对应于所述角位移误差的误差系数为：1与第一值的比值；所述第一值为相位差的余弦值；所述相位差为所述第一输出信号相对于所述第二输出信号在所述激励信号上的相位误差；
对应于所述幅值误差的误差系数为：1与第二值的比值；所述第二值为幅值差加1的和值；所述幅值差为所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的幅值差；
对应于所述角位移误差和所述幅值误差的误差系数为：1与中间值的比值，所述中间值为所述第二值乘以所述第一值。
上述方法，优选的，使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号，包括：
将所述误差系数乘以所述第一输出信号，以得到第三输出信号。
上述方法，优选的，根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移，包括：
将所述第三输出信号乘以角位移变量的余弦值，以得到第三中间信号；所述第三中间信号包含所述角位移变量；
将所述第二输出信号乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号；所述第四中间信号包含所述角位移变量；
获得所述第三中间信号和所述第四中间信号之间的第二差值信号；
对所述第二差值信号进行低通滤波处理，以得到第二滤波信号；
通过改变所述角位移变量的值，对所述第二滤波信号取最小值，以得到在所述第二滤波信号取最小值时所述角位移变量的目标取值，所述目标取值为所述旋转变压器的角位移值。
上述方法，优选的，根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，包括：
获得所述第一输出信号和所述第二输出信号之间的误差项；所述误差项包括相位差和幅值差中的任意一项或任意多项；
根据所述误差项，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
上述方法，优选的，获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号，包括：
通过模数转换器，对所述旋转变压器在激励信号下的两路输出信号进行采样，以得到第一输出信号和第二输出信号。
一种旋转变压器的误差补偿控制设备，包括：
采样器，用于获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；
处理器，用于根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数；使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；
解码器，用于根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。
从上述技术方案可以看出，本申请公开的一种旋转变压器的误差补偿控制方法及设备，在获得到旋转变压器在激励信号下的两路输出信号之后，根据这两路输出信号获得其中一路输出信号相对于另一路输出信号的误差系数，进而使用这个误差系数对其中一路输出信号进行补偿，这样使用补偿后的输出信号和另一路输出信号计算出旋转变压器的角位移，可见，本申请中用于计算角位移的输出信号为经过补偿的信号，这样计算出的角位移的误差能够被缩小甚至没有，由此达到提高角位移准确率的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一提供的一种旋转变压器的误差补偿控制方法的流程图；
图2为本申请实施例二提供的一种旋转变压器的误差补偿控制装置的结构示意图；
图3为本申请实施例三提供的一种旋转变压器的误差补偿控制设备的结构示意图；
图4为本申请实施例三提供的一种旋转变压器的误差补偿控制设备的另一结构示意图；
图5为本申请实施例适用于旋转变压器的两路输出存在相位误差的补偿示例图；
图6为本申请实施例适用于旋转变压器的两路输出存在幅值不匹配的补偿示例图；
图7为本申请实施例适用于旋转变压器的两路输出存在相位误差以及幅值不匹配的补偿示例图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
参考图1所示，为本申请实施例一提供的一种旋转变压器的误差补偿控制方法的实现流程图，该方法可以适用于能够对旋转变压器进行补偿控制的电子设备中，如计算机或服务器等。本实施例中的技术方案主要用于提高旋转变压器的角位移的计算准确性。
具体的，本实施例中的方法可以包含如下步骤：
步骤101：获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号。
其中，激励信号即为提供给旋转变压器的主激励参考信号，激励信号可以用如下公式（1）表示：
（1）
其中，A0为振幅，ω为驱动载波的角速度。
基于此，旋转变压器在激励信号下的第一输出信号可以用如下公式（2）表示：
（2）
旋转变压器在激励信号下的第二输出信号可以用如下公式（3）表示：
（3）
其中，K为旋转变压器的变比，θ是转子角，即需要解码出的角位移。
在一种情况下，由于旋转变压器等电路板线路传输延迟导致第一输出信号和第二输出信号之间可能存在相位差，因此，第一输出信号（即/>）也可以用如下公式（4）表示：
（4）
其中，即为/>，/>为第一输出信号相对于第二输出信号的相位差。
第二输出信号（即/>）也可以用如下公式（5）表示：
（5）
在另一种情况下，由于旋转变压器等电路板线路传输延迟导致第一输出信号和第二输出信号之间可能存在幅值差，因此，第一输出信号也可以用如下公式（6）表示：
（6）
其中，为第一输出信号相对于第二输出信号的幅值差。
在另一种情况下，由于旋转变压器等电路板线路传输延迟导致第一输出信号和第二输出信号之间可能存在相位差和幅值差，因此，第一输出信号也可以用如下公式（7）表示：
（7）
具体的，步骤101中可以通过模数转换器ADC（analog to digital converter），对旋转变压器在激励信号下的两路输出信号进行采样，以得到第一输出信号和第二输出信号，由此，通过高精度的ADC同步对旋转变压器的两路输出信号进行采样，能够提高信号准确性和精度，进而提高后续所获得的角位移的准确性。
步骤102：根据第一输出信号和第二输出信号，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数。
其中，第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数至少表征第一输出信号相对于第二输出信号因为电路板线路传输延迟等原因导致的误差。
具体的，误差系数可以对应于角位移误差和/或幅值误差，有如下几种情况：
在一种情况下，对应于角位移误差的误差系数为：1与第一值的比值；第一值为相位差的余弦值；相位差为第一输出信号相对于第二输出信号在激励信号上的相位误差；
在另一种情况下，对应于幅值误差的误差系数为：1与第二值的比值；第二值为幅值差加1的和值；幅值差为第一输出信号相对于第二输出信号的幅值差；
在另一种情况下，对应于角位移误差和幅值误差的误差系数为：1与中间值的比值，中间值为第二值乘以第一值，即：中间值为幅值差加1后乘以相位差的余弦值。
在一种实现方式中，步骤102中可以首先获得第一输出信号和第二输出信号之间的误差项，误差项可以包含相位差和幅值差中的任意一项或任意多项；然后，再根据这些误差项，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数。
具体的，本实施例中可以使用示波器等器件对第一输出信号与第二输出信号在相位上的延迟量进行测量，并对第一输出信号与第二输出信号在幅值上的差值进行测量，然后，根据这些误差项获得误差系数。
在一种情况下，步骤102中测量到第一输出信号和第二输出信号之间的相位差，用表示，基于此，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数，其仅对应于角位移误差，用/>表示。
在另一种情况下，步骤102中测量到第一输出信号和第二输出信号之间的幅值差，用表示，基于此，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数，其仅对应于幅值误差，用/>表示。
在另一种情况下，步骤102中测量到第一输出信号和第二输出信号之间的相位差和幅值差，分别用和/>表示，基于此，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数，其对应于角位移误差和幅值误差，用/>表示。
需要说明的是，本实施例中还可以采用其他方式获得误差系数。
步骤103：使用误差系数，对第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号。
具体的，本实施例中可以将误差系数乘以第一输出信号，以得到第三输出信号。有如下几种情况获得第三输出信号：
在一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在相位差，所获得到的误差系数仅对应于角位移误差，用/>表示，将其与如公式（4）所示的第一输出信号相乘，以得到第三输出信号，如公式（8）所示：
（8）
在另一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在幅值差，所获得到的误差系数仅对应于幅值误差，用/>表示，将其与如公式（6）所示的第一输出信号相乘，以得到第三输出信号，如公式（9）所示：
（9）
在另一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在相位差和幅值差/>，所获得到的误差系数对应于角位移误差和幅值误差，用/>表示，将其与如公式（7）所示的第一输出信号相乘，以得到第三输出信号，如公式（10）所示：
（10）
步骤104：根据第三输出信号和第二输出信号，获得旋转变压器的角位移值。
其中，本实施例中可以通过解码器中的解码算法，对第三输出信号和第二输出信号进行处理，以得到旋转变压器的角位移值。
具体的，步骤104中可以通过如下方式获得旋转变压器的角位移值：
首先，将第三输出信号乘以角位移变量的余弦值，还可以将第三输出信号乘以幅值被归一的激励信号，以得到第三中间信号；第三中间信号包含角位移变量；并将第二输出信号乘以角位移变量的正弦值，还可以将第二输出信号乘以幅值被归一的激励信号，以得到第四中间信号；第四中间信号包含角位移变量；
然后，获得第三中间信号和第四中间信号之间的第二差值信号；
之后，对第二差值信号进行低通滤波处理，以得到第二滤波信号；
最后，通过改变所述角位移变量的值，对第二滤波信号取最小值，以得到在第二滤波信号取最小值时角位移变量的目标取值，所得到的目标取值即为旋转变压器的角位移值。
或者，步骤104中可以通过如下方式获得旋转变压器的角位移值：
首先，将第三输出信号乘以角位移变量的余弦值，以得到第三中间信号；第三中间信号包含角位移变量；并将第二输出信号乘以角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号；第四中间信号包含角位移变量；
然后，获得第三中间信号和第四中间信号之间的第二差值信号，将第二差值信号乘以幅值被归一的激励信号；
之后，对第二差值信号进行低通滤波处理，以得到第二滤波信号；
最后，通过改变所述角位移变量的值，对第二滤波信号取最小值，以得到在第二滤波信号取最小值时角位移变量的目标取值，所得到的目标取值即为旋转变压器的角位移值。
具体实现中有如下几种情况：
在一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在相位差，所获得到的误差系数仅对应于角位移误差，用/>表示，将其与如公式（4）所示的第一输出信号相乘，以得到第三输出信号，如公式（8）所示；
将第三输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量/>的余弦值/>，以得到第三中间信号，如公式（11）所示：
（11）
将如公式（5）所示的第二输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量/>的正弦值/>，以得到第四中间信号，如公式（12）所示：
（12）
然后，将第三中间信号和第四中间信号作差，得到第二差值信号，如公式（13）所示：
（13）
之后，将第二差值信号进行低通滤波处理，如滤掉信号，得到第二滤波信号e，如公式（14）所示：
（14）
最后，通过改变角位移变量的值，对第二滤波信号取最小值，以得到在第二滤波信号取最小值时角位移变量的目标取值，即取到的/>值，所得到的目标取值/>即为旋转变压器的角位移值/>。
例如，当趋近于0时，e为如下公式（15）表示：
（15）
由此，所取到的值即为旋转变压器的角位移值/>。
在另一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在幅值差，所获得到的误差系数仅对应于幅值误差，用/>表示，将其与如公式（6）所示的第一输出信号相乘，以得到第三输出信号，如公式（9）所示；
将第三输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号即，再乘以角位移变量/>的余弦值，以得到第三中间信号，如公式（16）所示：
（16）
将如公式（5）所示的第二输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号，如公式（12）所示；
再然后，将第三中间信号和第四中间信号作差，得到第二差值信号，如公式（17）所示：
（17）
之后，将第二差值信号进行低通滤波处理，如滤掉信号，得到第二滤波信号e，如公式（14）所示；
最后，通过改变角位移变量的值，对第二滤波信号取最小值，以得到在第二滤波信号取最小值时角位移变量的目标取值，即取到的/>值，所得到的目标取值/>即为旋转变压器的角位移值/>。
例如，当趋近于0时，e为如下公式（15）表示。由此，所取到的/>值即为旋转变压器的角位移值/>。
在另一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在相位差和幅值差/>，所获得到的误差系数对应于角位移误差和幅值误差，用/>表示，将其与如公式（7）所示的第一输出信号相乘，以得到第三输出信号，如公式（10）所示；
将第三输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量的余弦值，以得到第三中间信号，如公式（18）所示：
（18）
将如公式（5）所示的第二输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号，如公式（12）所示；
再然后，将第三中间信号和第四中间信号作差，得到第二差值信号，如公式（13）所示；
之后，将第二差值信号进行低通滤波处理，如滤掉信号，得到第二滤波信号e，如公式（14）所示；
最后，通过改变角位移变量的值，对第二滤波信号取最小值，以得到在第二滤波信号取最小值时角位移变量的目标取值，即取到的/>值，所得到的目标取值/>即为旋转变压器的角位移值/>。
例如，当趋近于0时，e为如下公式（15）表示，由此，所取到的/>值即为旋转变压器的角位移值/>。
进一步的，本实施例中在获得旋转变压器的角位移值之后，可以根据旋转变压器的角位移值/>，取其单位时间内的变化量，即可得到旋转变压器的角速度值。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例一提供的一种旋转变压器的误差补偿控制方法，在获得到旋转变压器在激励信号下的两路输出信号之后，根据这两路输出信号获得其中一路输出信号相对于另一路输出信号的误差系数，进而使用这个误差系数对其中一路输出信号进行补偿，这样使用补偿后的输出信号和另一路输出信号计算出旋转变压器的角位移，可见，本实施例中用于计算角位移的输出信号为经过补偿的信号，这样计算出的角位移的误差能够被缩小甚至没有，由此达到提高角位移准确率的目的。
在另一种实现方式中，步骤102中可以首先对第一输出信号和第二输出信号进行预解码，然后根据预解码得到的两路输出信号被处理后的差值信号获取误差系数，具体可以通过如下方式实现：
首先，对第一输出信号进行处理，以得到第一中间信号，并对第二输出信号进行处理，以得到第二中间信号；
然后，获得第一中间信号和第二中间信号之间的第一差值信号；
最后，使用第一差值信号，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数。
具体的，本实施例中将第一输出信号乘以角位移变量的余弦值，还可以将第一输出信号乘以幅值被归一的激励信号，以得到第一中间信号，第一中间信号中包含有角位移变量，并将第二输出信号乘以角位移变量的正弦值，还可以将第一输出信号乘以幅值被归一的激励信号，以得到第二中间信号，第二中间信号中也同样包含有角位移变量；之后，将这两个中间信号做差，得到第一差值信号；最后，根据第一差值信号，推导出第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数。
其中，第一中间信号和第二中间信号中分别包含有角位移变量，基于此，步骤102中在根据第一差值信号，获得误差系数时，具体可以通过以下方式实现：
首先，对所述第一差值信号进行低通滤波处理，以得到第一滤波信号，例如，过滤掉第一差值信号中随时间变化的分量；
然后，通过改变角位移变量的值，对第一滤波信号取最小值，以得到第一滤波信号的最小值，例如，将角位移变量取特定的值即与旋转变压器的角位移相关的值使得滤波信号到达最小值；
最后，根据第一滤波信号的最小值，获得第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数。
具体实现中，有如下几种情况：
在一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在相位差，用表示，将如公式（4）所示的第一输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号/>，再乘以角位移变量/>的余弦值/>，以得到第一中间信号，如公式（19）所示：
（19）
将如公式（5）所示的第二输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量/>的正弦值/>，以得到第二中间信号，如公式（20）所示：
（20）
然后，将第一中间信号和第二中间信号做差，得到第一差值信号，如公式（21）所示：
（21）
之后，对第一差值信号进行低通滤波处理，如滤掉信号，以得到第一滤波信号e，如公式（22）所示：
（22）
再之后，通过改变角位移变量的值，对第一滤波信号取最小值，以得到第一滤波信号的最小值，例如，将角位移变量取特定的值即与旋转变压器的角位移相关的值使得滤波信号到达最小值；
例如，使得θ，在θ≈45°时，sin(θ)cos(/>)的最大值为0.5，由此得到e的最小值，即误差项用弧度表示，如公式（23）所示：
（23）
最后，根据如公式（23）所示的第一滤波信号的最小值，推导出第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数，即，即/>能够使得补偿第一输出信号后结合第二输出信号所计算得到的e为0。
在另一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在幅值差，用表示，将如公式（6）所示的第一输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号/>，再乘以角位移变量/>的余弦值/>，以得到第一中间信号，如公式（24）所示：
（24）
将如公式（5）所示的第二输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量/>的正弦值/>，以得到第二中间信号，如公式（20）所示；
然后，将第一中间信号和第二中间信号做差，得到第一差值信号，如公式（25）所示：
（25）
之后，对第一差值信号进行低通滤波处理，如滤掉高频信号，以得到第一滤波信号e，如公式（26）所示：
（26）
再之后，通过改变角位移变量的值，对第一滤波信号取最小值，以得到第一滤波信号的最小值，例如，将角位移变量取特定的值即与旋转变压器的角位移相关的值使得滤波信号到达最小值；
例如，使得θ，在θ≈45°时，sin(θ)cos(/>)的最大值为0.5，由此得到e的最小值，如公式（27）所示：
（27）
最后，根据如公式（27）所示的第一滤波信号的最小值，推导出第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数，即，即/>能够使得补偿第一输出信号后结合第二输出信号所计算得到的e为0。
在另一种情况下，第一输出信号和第二输出信号之间存在相位差和幅值差/>，将如公式（7）所示的第一输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量/>的余弦值/>，以得到第一中间信号，如公式（28）所示：
（28）
将如公式（5）所示的第二输出信号乘以将公式（1）所示的激励信号被幅值归一的信号，再乘以角位移变量/>的正弦值/>，以得到第二中间信号，如公式（20）所示；
根据以上仅有幅值差的实施例，可以确定误差系数中至少包含有的分量，由此，针对公式（28）中的第一中间信号先乘以/>消除幅值差，使得公式（28）转换为如公式（19）所示；
然后，将第一中间信号和第二中间信号做差，得到第一差值信号，如公式（21）所示；
之后，对第一差值信号进行低通滤波处理，如滤掉信号，以得到第一滤波信号e，如公式（22）所示；
再之后，通过改变角位移变量的值，对第一滤波信号取最小值，以得到第一滤波信号的最小值，例如，将角位移变量取特定的值即与旋转变压器的角位移相关的值使得滤波信号到达最小值；
例如，使得θ，在θ≈45°时，sin(θ)cos(/>)的最大值为0.5，由此得到e的最小值，即误差项用弧度表示，如公式（23）所示；
最后，根据如公式（23）所示的第一滤波信号的最小值，推导出第一输出信号相对于第二输出信号的误差系数中对应于相位差的分量，即，由此，将分量/>和分量相乘，以得到误差系数/>，/>能够使得补偿第一输出信号后结合第二输出信号所计算得到的e为0。
参考图2，为本申请实施例二提供的一种旋转变压器的误差补偿控制装置的结构示意图，该装置可以配置在能够对旋转变压器进行补偿控制的电子设备中，如计算机或服务器等。本实施例中的技术方案主要用于提高旋转变压器的角位移的计算准确性。
具体的，本实施例中可以包含如下结构：
输出信号获得单元201，用于获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；
误差系数获得单元202，用于根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数；
输出信号补偿单元203，用于使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；
角位移值获得单元204，用于根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例二提供的一种旋转变压器的误差补偿控制装置，在获得到旋转变压器在激励信号下的两路输出信号之后，根据这两路输出信号获得其中一路输出信号相对于另一路输出信号的误差系数，进而使用这个误差系数对其中一路输出信号进行补偿，这样使用补偿后的输出信号和另一路输出信号计算出旋转变压器的角位移，可见，本实施例中用于计算角位移的输出信号为经过补偿的信号，这样计算出的角位移的误差能够被缩小甚至没有，由此达到提高角位移准确率的目的。
在一种实现方式中，误差系数获得单元202具体用于：对所述第一输出信号进行第一处理，以得到第一中间信号； 对所述第二输出信号进行第二处理，以得到第二中间信号；获得所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的第一差值信号；根据所述第一差值信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
其中，所述第一中间信号和所述第二中间信号中分别包含角位移变量；
基于此，误差系数获得单元202再根据所述第一差值信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数时，具体用于：对所述第一差值信号进行低通滤波处理，以得到第一滤波信号；通过改变所述角位移变量的值，对所述第一滤波信号取最小值，以得到所述第一滤波信号的最小值；根据所述第一滤波信号的最小值，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
优选的，误差系数获得单元202在对所述第一输出信号进行第一处理，以得到第一中间信号时，具体用于：将所述第一输出信号至少乘以角位移变量的余弦值，以得到第一中间信号；所述第一中间信号包含所述角位移变量；
优选的，误差系数获得单元202在对所述第二输出信号进行第二处理，以得到第二中间信号时，具体用于：将所述第二输出信号至少乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第二中间信号；所述第二中间信号包含所述角位移变量。
在一种实现方式中，所述误差系数对应于角位移误差和/或幅值误差；
其中，对应于所述角位移误差的误差系数为：1与第一值的比值；所述第一值为相位差的余弦值；所述相位差为所述第一输出信号相对于所述第二输出信号在所述激励信号上的相位误差；
对应于所述幅值误差的误差系数为：1与第二值的比值；所述第二值为幅值差加1的和值；所述幅值差为所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的幅值差；
对应于所述角位移误差和所述幅值误差的误差系数为：1与中间值的比值，所述中间值为所述第二值乘以所述第一值。
在一种实现方式中，输出信号补偿单元203具体用于：将所述误差系数乘以所述第一输出信号，以得到第三输出信号。
在一种实现方式中，角位移值获得单元204，具体用于：将所述第三输出信号乘以角位移变量的余弦值，以得到第三中间信号；所述第三中间信号包含所述角位移变量；将所述第二输出信号乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号；所述第四中间信号包含所述角位移变量；获得所述第三中间信号和所述第四中间信号之间的第二差值信号；对所述第二差值信号进行低通滤波处理，以得到第二滤波信号；通过改变所述角位移变量的值，对所述第二滤波信号取最小值，以得到在所述第二滤波信号取最小值时所述角位移变量的目标取值，所述目标取值为所述旋转变压器的角位移值。
在一种实现方式中，误差系数获得单元202具体用于：获得所述第一输出信号和所述第二输出信号之间的误差项；所述误差项包括相位差和幅值差中的任意一项或任意多项；根据所述误差项，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
在一种实现方式中，输出信号获得单元201具体用于：通过模数转换器，对所述旋转变压器在激励信号下的两路输出信号进行采样，以得到第一输出信号和第二输出信号。
需要说明的是，本实施例中各单元的具体实现可以参考前文中的相应内容，此处不再详述。
参考图3，为本申请实施例三提供的一种旋转变压器的误差补偿控制设备的结构示意图，该设备可以包括如下结构：
采样器301，如ADC等，用于获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；
处理器302，如设备中的中央处理器CPU（Central Processing Unit）等，用于根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数；使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；
解码器303，用于根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例三提供的一种旋转变压器的误差补偿控制设备，在获得到旋转变压器在激励信号下的两路输出信号之后，根据这两路输出信号获得其中一路输出信号相对于另一路输出信号的误差系数，进而使用这个误差系数对其中一路输出信号进行补偿，这样使用补偿后的输出信号和另一路输出信号计算出旋转变压器的角位移，可见，本实施例中用于计算角位移的输出信号为经过补偿的信号，这样计算出的角位移的误差能够被缩小甚至没有，由此达到提高角位移准确率的目的。
具体的，解码器303中可以鉴相器331、低通滤波器332、压控振荡器333等结构，如图4中所示。
其中，鉴相器331，用于将所述第三输出信号乘以角位移变量的余弦值，以得到第三中间信号；并将所述第二输出信号乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号；所述第四中间信号包含所述角位移变量；获得所述第三中间信号和所述第四中间信号之间的第二差值信号；进一步的，可以将第二差值信号乘以幅值被归一的激励信号；
低通滤波器332，用于对所述第二差值信号进行低通滤波处理，以得到第二滤波信号；
压控振荡器333，用于通过改变所述角位移变量的值，对所述第二滤波信号取最小值，以得到在所述第二滤波信号取最小值时所述角位移变量的目标取值，所述目标取值为所述旋转变压器的角位移值。
以如图4所示的解码器为例，以下对本申请的技术方案进行举例说明：
首先，由于旋转变压器在使用过程中存在一些误差，例如机械精度、电路板线路传输延时、两路幅值不匹配等因素，这些误差会导致旋转变压器的测量结果不够精确和准确。为了解决旋转变压器的误差问题，本申请提出了一种旋转变压器的误差补偿算法，通过将旋转变压器输出的相位延时误差转化为增益误差，同时也可以直接补偿幅值误差，进而对旋转变压器测量结果进行校正和修正，提高测量的准确性和精度，并且该算法不会造成输出结果的延迟。
具体而言，该算法包括以下步骤：
1、使用高精度的ADC同步对旋转变压器的两路输出进行采样；
2、将采集到的数据发生回电脑端的处理器，通过建立旋转变压器误差模型，确定相位误差和幅值误差的大小，以确定误差系数；
3、使用乘法基于误差系数对相位误差和增益（幅值）误差进行补偿；
4、使用补偿后的输出信号计算旋转变压器的角位移和角速度。
以旋转变压器的两路输出信号之间存在相位误差的场景为例，本申请针对这种误差的分析如下：
假设I路与Q路输入（输出）存在线路延时导致的相位误差，误差角度为，Q路的信号如公式（4）所示，I路的信号如公式（5）所示；
如果不对Q路进行补偿，按照如下方式计算e：
将Q路和I路的两路信号分别乘以cos( ) 与sin(/> )，并均乘以/>，求差得到如下公式（29）表示：
（29）
当很小时，cos(/>)≈1–/> 2/2，以上公式（29）换算为如公式（21）所示；
经过环路滤波器即低通滤波器Loop Filter后得到如公式（22）所示的差值信号e，如图中所示的D-1；
基于此，在θ≈时，在θ≈45°时，sin(θ)cos(/>)的最大值为0.5，此时，误差项用弧度如公式（23）所示。
基于此，本申请将相位误差转换为增益误差，参考图5所示，基于公式（23）所示的误差项推导补偿系数即补偿信号，对Q路的信号补偿后，通过鉴相器PD（phasedetector）、低通滤波器Loop Filter和压控振荡器NCO计算/>，如下：
将Q路乘以补偿信号，将补偿后的Q路和I路的两路信号分别乘以cos(/> )与sin(/> )，并均乘以/>，求差得到公式（13）所示的差值信号，以下为公式（13）的推到过程：
经过低通滤波器，滤除信号，得到如公式（14）所示的e，并获得角速度；
当趋近于0时，e如公式（15）所示，由此，所取到的/>值即为旋转变压器的角位移值/>。
e是转子的角度与转换器的数字角输出之间的差值。解码器通过压控振荡器NCO消除了误差信号，完成该操作后，等于旋转角θ，也就是相位。
以旋转变压器的两路输出信号之间存在幅值不匹配的场景为例，本申请针对这种误差的分析如下：
假设I路与Q路输入（输出）存在线路延时导致的幅值误差，误差为，Q路的信号如公式（9）所示，I路的信号如公式（5）所示；
将Q路和I路的两路信号分别乘以cos( ) 与sin(/> )，并均乘以/>，求差得到差值信号如公式（25）所示，其推导过程如下：
经过环路滤波器，滤除高频信号后，得到如公式（26）所示的e，当θ时，e最小，由此得到误差信号如公式（27）所示。
基于此，参考图6，基于公式（27）所示的误差信号推导补偿信号，对Q路信号补偿后如公式（9）所示，据此通过鉴相器PD、低通滤波器Loop Filter和压控振荡器NCO计算/>，如下：
将Q路乘以补偿信号，将补偿后的Q路和I路的两路信号分别乘以cos(/> ) 与sin(/> )，并均乘以/>，求差得到公式（17）所示的差值信号，之后，将该差值信号进行低通滤波处理，如滤掉/>信号，得到如公式（14）所示的e；
最后，通过改变角位移变量的值，对e取最小值，当/>趋近于0时，e为如下公式（15）表示。由此，所取到的/>值即为旋转变压器的角位移值/>。
同理，以旋转变压器的两路输出信号之间存在相位误差和幅值不匹配的场景为例，本申请针对这种误差的分析如下：
假设I路与Q路输入（输出）存在线路延时导致的幅值误差，误差为，且存在相位误差，误差角度为/>，Q路的信号如公式（7）所示，I路的信号如公式（5）所示；
根据前文中仅有幅值差获得误差系数的实施例，可以确定误差系数中至少包含有的分量，由此，先对Q路的信号还乘以/>消除幅值差，再将Q路和I路的两路信号分别乘以cos(/>) 与sin(/>)，并均乘以/>，求差得到差值信号如公式（21）所示；经过环路滤波器，滤除高频信号后，得到如公式（22）所示的e，当/>θ且约为45°时，e最小，由此得到误差信号如公式（23）所示。
基于此，参考图7，基于公式（23）所示的误差信号推导补偿信号中对应于相位差的另一分量，由此得到补偿信号/>，使用该补偿信号对Q路信号补偿后如公式（10）所示，据此通过鉴相器PD、低通滤波器Loop Filter和压控振荡器NCO计算/>，如下：
将Q路乘以补偿信号，将补偿后的Q路和I路的两路信号分别乘以cos(/> ) 与sin(/> )，并均乘以/>，求差得到公式（13）所示的差值信号，之后，将该差值信号进行低通滤波处理，如滤掉/>信号，得到如公式（14）所示的e；
最后，通过改变角位移变量的值，对e取最小值，当/>趋近于0时，e为如下公式（15）表示。由此，所取到的/>值即为旋转变压器的角位移值/>。
综上，本申请所提出的旋转变压器的误差补偿算法，具有以下优点：
1、精度高：通过补偿幅值误差和相位误差转化为增益误差的补偿方法，有效提高了旋转变压器的解码精度。
2、稳定性好：该算法采用数字化处理技术，消除了传感器信号的干扰和噪声。
3、实时性强：补偿过程快速、准确，不会造成输出结果的延迟。本申请适用于各种需要高精度位置控制的领域，例如航空、工业控制、自动化等。
4、根据补偿后的数据，再对旋转变压器进行解码计算，提高测量的准确性和精度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种旋转变压器的误差补偿控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；
根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，所述误差系数至少表征所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差；
使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；
根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，包括：
对所述第一输出信号进行第一处理，以得到第一中间信号；
对所述第二输出信号进行第二处理，以得到第二中间信号；
获得所述第一中间信号和所述第二中间信号之间的第一差值信号；
根据所述第一差值信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一中间信号和所述第二中间信号中分别包含角位移变量；
其中，根据所述第一差值信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，包括：
对所述第一差值信号进行低通滤波处理，以得到第一滤波信号；
通过改变所述角位移变量的值，对所述第一滤波信号取最小值，以得到所述第一滤波信号的最小值；
根据所述第一滤波信号的最小值，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，对所述第一输出信号进行第一处理，以得到第一中间信号，包括：
将所述第一输出信号至少乘以角位移变量的余弦值，以得到第一中间信号；所述第一中间信号包含所述角位移变量；
其中，对所述第二输出信号进行第二处理，以得到第二中间信号，包括：
将所述第二输出信号至少乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第二中间信号；所述第二中间信号包含所述角位移变量。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述误差系数对应于角位移误差和/或幅值误差；
其中，对应于所述角位移误差的误差系数为：1与第一值的比值；所述第一值为相位差的余弦值；所述相位差为所述第一输出信号相对于所述第二输出信号在所述激励信号上的相位误差；
对应于所述幅值误差的误差系数为：1与第二值的比值；所述第二值为幅值差加1的和值；所述幅值差为所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的幅值差；
对应于所述角位移误差和所述幅值误差的误差系数为：1与中间值的比值，所述中间值为所述第二值乘以所述第一值。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号，包括：
将所述误差系数乘以所述第一输出信号，以得到第三输出信号。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移，包括：
将所述第三输出信号乘以角位移变量的余弦值，以得到第三中间信号；所述第三中间信号包含所述角位移变量；
将所述第二输出信号乘以所述角位移变量的正弦值，以得到第四中间信号；所述第四中间信号包含所述角位移变量；
获得所述第三中间信号和所述第四中间信号之间的第二差值信号；
对所述第二差值信号进行低通滤波处理，以得到第二滤波信号；
通过改变所述角位移变量的值，对所述第二滤波信号取最小值，以得到在所述第二滤波信号取最小值时所述角位移变量的目标取值，所述目标取值为所述旋转变压器的角位移值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，包括：
获得所述第一输出信号和所述第二输出信号之间的误差项；所述误差项包括相位差和幅值差中的任意一项或任意多项；
根据所述误差项，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号，包括：
通过模数转换器，对所述旋转变压器在激励信号下的两路输出信号进行采样，以得到第一输出信号和第二输出信号。
10.一种旋转变压器的误差补偿控制设备，其特征在于，包括：
采样器，用于获得旋转变压器在激励信号下的第一输出信号和第二输出信号；
处理器，用于根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，获得所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差系数，所述误差系数至少表征所述第一输出信号相对于所述第二输出信号的误差；使用所述误差系数，对所述第一输出信号进行补偿，以得到第三输出信号；
解码器，用于根据所述第三输出信号和所述第二输出信号，获得所述旋转变压器的角位移值。
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