CN117782168B - 旋变传感器的激励方法、装置、介质 - Google Patents
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Abstract
本申请的实施例提供了一种旋变传感器的激励方法、装置、介质。该旋变传感器的激励方法包括：获取激励电压输出值；基于激励电压输出值计算对应的均方根值；根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，以便于实现激励电压高精度输出，因此，针对激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值而确定数模转换器的设置值，从而控制数模转换器的设置值，基于激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值进一步保证了旋变传感器的激励方法的稳定性和精度。
Description
技术领域
本申请涉及旋变传感器技术领域，具体而言，涉及一种旋变传感器的激励方法、装置、介质。
背景技术
随着科技的发展，旋变传感器能够将角度的指示信号转换成电信号，可以部署在飞机、航空发动机、工业电机控制、伺服器、机器人、混合动力和全电动汽车中的机械单元、动力单元以及要求提供精确位置控制、轴旋转的许多应用中。此时，现有的旋变传感器的激励方式仅仅管控激励电压，并容易存在精度较低的现象。
发明内容
本申请的实施例提供了一种旋变传感器的激励方法、装置、介质，进而至少在一定程度上针对激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值而确定数模转换器的设置值，从而控制数模转换器的设置值，基于激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值进一步保证了旋变传感器的激励方法的稳定性和精度。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种旋变传感器的激励方法，包括：
获取激励电压输出值；
基于激励电压输出值计算对应的均方根值；
根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值。
可选的，所述获取激励电压输出值，包括：
获取激励电压输出值，此时，激励电压进入过流BIT，转换成电压开关量，进入数字隔离器件和FPGA中，其作用在激励电压的电流过载时及时切断激励电压输出。
可选的，所述基于激励电压输出值计算对应的均方根值，包括：
激励电压依次通过比例电路、滤波电路进入模数转换器ADC，此时，比例电路、滤波电路、模数转换器ADC组成了闭环反馈部分；
激励电压转成数字量通过数字隔离器件，进入FPGA，以计算激励电压的均方根值。
可选的，所述基于激励电压输出值计算对应的均方根值，还包括：
在FPGA中，根据当前设置的频率fset计算出波形的周期，从而计算出最少20个周期的激励电压采集值[V(1)，…，V(m)]，按照如下公式计算激励电压均方根值Vadc：
。
可选的，所述基于激励电压输出值计算对应的均方根值，还包括：
比例电路是将激励电压调整到模数转换器ADC的有效电压测量范围内。
可选的，所述根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，包括：
在FPGA中，采用PI算法根据上位机设定值和激励电压的均方根值，计算数模转换器DAC的设置值，以实现激励电压高精度输出和负载调整率高性能。
可选的，所述根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，还包括：
PI算法如下所示：
，
公式中，是上位机设定值；/>是激励电压均方根值Vadc。
可选的，所述根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，还包括：是积分环节上一次/>的计算值，本次运算结束后进行更新；/>。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种旋变传感器的激励装置，包括：
获取模块，用于获取激励电压输出值；
测算模块，用于基于激励电压输出值计算对应的均方根值；
设置模块，用于根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的旋变传感器的激励方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中所述的旋变传感器的激励方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述实施例中提供的旋变传感器的激励方法。
在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，获取激励电压输出值；基于激励电压输出值计算对应的均方根值；根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，以便于实现激励电压高精度输出，因此，针对激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值而确定数模转换器的设置值，从而控制数模转换器的设置值，基于激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值进一步保证了旋变传感器的激励方法的稳定性和精度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。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。在附图中：
图1示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的流程示意图；
图2示出了图1中S120的流程示意图；
图3示出了图1中S130的流程示意图；
图4示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的旋变仿真输出电路示意图；
图5示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的数模转换器的具体电路图；
图6示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的过流BIT的具体电路图；
图7示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的AB类功放的具体电路图；
图8示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励装置的框图；
图9示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合成或部分合成，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
图1示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的流程示意图。请参考图1至图9，该旋变传感器的激励方法至少包括步骤S110至步骤S130，详细介绍如下：
在步骤S110中，获取激励电压输出值；
在步骤S120中，基于激励电压输出值计算对应的均方根值；
在步骤S130中，根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值。
在本申请的实施例中，获取激励电压；基于激励电压测算对应的均方根值；根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，以便于实现激励电压高精度输出，因此，针对激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值而确定数模转换器的设置值，从而控制数模转换器的设置值，基于激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值进一步保证了旋变传感器的激励方法的稳定性和精度。
在步骤S110中，获取激励电压输出值。
在本申请的实施例中，获取激励电压输出值，此时，激励电压进入过流BIT10，转换成电压开关量，进入数字隔离器件2和FPGA1中，其作用在激励电压的电流过载时及时切断激励电压输出，以便于针对电流过载进行管控，从而保证了安全性。此时，数字隔离器件2的作用是将模拟部分和数字部分隔离开，使得数字干扰或模拟问题不会相互间影响。可选的，BIT10的全称Built In Test，其中文含义为自检测。
在步骤S120中，基于激励电压输出值计算对应的均方根值。
具体步骤包括：
步骤S121、激励电压依次通过比例电路、滤波电路进入模数转换器ADC，此时，比例电路、滤波电路、模数转换器ADC组成了闭环反馈部分；
步骤S122、激励电压转成数字量通过数字隔离器件，进入FPGA，以计算激励电压的均方根值；
所述基于激励电压测算对应的均方根值，还包括：
在FPGA中，根据当前设置的频率fset计算出波形的周期，从而计算出最少20个周期的激励电压采集值，此时，根据 fset计算周期，根据20个周朗，计算需要的点数m，然后从ADC中取得对应的m个序列值[V(1)，…，V(m)]，按照如下公式计算激励电压均方根值Vadc：
。
比例电路是将激励电压调整到模数转换器ADC的有效电压测量范围内。
此时，由比例电路7、滤波电路8、模数转换器ADC9组成了闭环反馈部分：激励电压依次通过比例电路7、滤波电路8进入模数转换器ADC9，激励电压转成数字量通过数字隔离器件2，进入FPGA1，计算激励电压均方根值Vadc。
模数转换器ADC可以选用LTC2368等芯片。
（1）比例电路7是将激励电压调整到模数转换器ADC9的有效电压测量范围内；
（2）滤波电路8是[80Hz,40kHz]的带通滤波器，以滤波低频和高频干扰；
（3）在FPGA1中，根据当前设置的频率fset计算出波形的周期，从而计算出最少20个周期的激励电压采集值[V(1)，V(m)]，按照如下公式计算激励电压均方根值Vadc：。
在步骤S130中，根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值。
在本申请的一个实施例中，具体步骤如下：
步骤S131、在FPGA中，采用PI算法根据上位机设定值和激励电压的均方根值，计算数模转换器DAC的设置值，以实现激励电压高精度输出和负载调整率高性能。
所述根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，还包括：
PI算法如下所示：
，
公式中，是上位机设定值；/>是激励电压均方根值Vadc；/>是积分环节上一次/>的计算值，本次运算结束后进行更新；/>。
此时，本发明中，在FPGA1中，采用PI算法根据上位机设定的Vset，激励电压均方根值Vadc，计算数模转换器DAC3的设置值，以实现激励电压高精度输出和负载调整率高性能。PI算法如下所示：
，
公式中，是上位机设定值；/>是激励电压均方根值Vadc；/>是积分环节上一次/>的计算值，本次运算结束后进行更新；/>。
本发明中，FPGA1生成指令发送给数模转换器DAC3的过程中，其指令可以用Cordic方法生成，即按照如下公式：
，
公式中，为目标角度值，/>为每一步的迭代时的角度值，FPGA对于可以提前计算并存储，便于更快的调用。
还有的是，高性能旋变传感器激励电路设计方法由数模转换器DAC3、滤波环节4、AB类功放5、变压器6和比例电路7、滤波电路8、模数转换器ADC9以及过流BIT10、数字隔离器件2、FPGA1组成。
本发明中，数模转换器DAC3、滤波环节4、AB类功放5、变压器6组成输出部分：根据上位机给定的激励电压参数(fset, Vset, θset)，由FPGA1生成指令通过数字隔离器件2，发送给数模转换器DAC3，经过滤波环节4连接AB类功放5或者变压器6，输出激励电压。此时，数模转换器DAC可以选用AD5543，AB类功放可以选用TDA7391，数字隔离器件可以选用ADuM162等芯片。
上位机给定的激励电压参数包括激励电压的频率、峰值和相位：FPGA1发送指令给数模转换器DAC3的时间间隔确定激励电压的频率fset，发送指令的最高数值*确定激励电压的有效值Vset，发送指令的电压起始数值确定激励电压的相位θset。
滤波环节4采用最小4阶的巴特沃斯低通滤波器，截止频率为40kHz，消除数模转换器DAC3的高频信号，只保留激励电压对应的频率段信号；
AB类功放5作为驱动单元，提供最高40W功率的旋变传感器驱动能力；
变压器6作为低驱动大量程单元，通过变压器变比，提供最高128V激励电压。
AB类功放5和变压器6是并联关系，在确定需要输出激励电压Vset后，选定硬件配置，只保留其中一个。
图5示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的数模转换器的具体电路图；
因为旋变传感器的激励要求是一个高精度正弦波信号，所以在数模转换器DAC3中，选型尺寸紧凑、16bit分辨率的DAC芯片；同时根据DAC芯片为电流输出接口，选型高精度、高带宽型运放作为电流-电压转换跟随芯片。
这个实施例中，位号U1的AD5543是16位高精度、低功耗、电流输出、小尺寸的DAC芯片。此芯片用单5V电源，减少了供电层次。芯片为串口三线制，即时钟信号DA1_CLK、数据信号DA1_SDI和片选信号DA1_CS/即可驱动工作。
这个实施例中，位号N3的ADA4084-1为单通道、高带宽运放，此运放具备4.6V/μs的高压摆率，3.9nV/√Hz的低噪声特性，具有轨到轨输入和输出特性。此运放非常适合要求交流性能的仪器仪表应用。
这个实施例中的电阻和电容是滤波使用。
此具体电路图实现了FPGA输出的数字信号经过数字隔离器件，进行数字量到模拟量的转换电路。
图6示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的过流BIT的具体电路图；
因为激励输出的电流最终会反映到供电的+15V电源上，所以直接监测+15V电源的电流数值，此电流数值经过电流转电压芯片，再电压比较后，形成大于或小于设定电流数值的逻辑信号，即为过流BIT。
这个实施例中，位号为D4的INA197为电压输出式电流监测器，输出电压级别为50V/V，能够在宽范围的共模电压下监测压降。位号为N15的LT1713为低功率、单通道型电压比较器。通过比较参考电压和输入电压的大小，输出信号值。
这个实施例中，如图6所示，位号R9、R10的电阻并联，组成0.1Ω的采样电阻；+15V电源的电流超过1.16A时，电流监测器的输入管脚VIN+、VIN-压降则大于0.116V，因此电流监测器的输出电压大于5.8V；根据位号R7、R8的电阻分压关系，在电阻R61左侧为电压比较器的输入电压，则输入电压大于2.048V；对于位号N15的电压比较器，设置的参考电压为2.048V，因此OC_BIT输出电压为5V的信号，表示电流大于1.16A。反之同理，若+15V电源的电流小于1.16A时，OC_BIT输出电压为0V的信号，表示电流小于1.16A。所以此具体电路的功能为过流BIT。
这个实施例中的电阻R9、R10为采样电阻，R7、R8为分压电阻，其余电阻电容为滤波使用。
图7示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励方法的AB类功放的具体电路图；
为了适应各种类型旋变传感器的电压和功率范围，且能同时对多个旋变传感器进行激励，需要选择高功率范围、波形畸变小的功放作为功率驱动级。
这个实施例中，如图7所示，位号为N15的TDA7391PD是AB类功放，其最高功率40W、固定增益30dB、典型畸变为0.06%，通常为音响领域的驱动级，适合作为此应用场景的功率驱动。输入信号Wave_IN为单端形式，即为数模转换器DAC、滤波电路形成的正弦波信号，能够实现高精度、对多个旋变传感器的激励。
由数模转换器DAC、滤波环节、AB类功放、变压器和比例电路、滤波电路、模数转换器ADC以及过流BIT、数字隔离器件、FPGA组成。其中，前四项组成输出通道，实现输出上位机设定参数的旋变传感器激励电压；由比例电路、滤波电路、模数转换器ADC组成闭环反馈通道，实现激励电压闭环精度和负载调整率的指标；过流BIT的作用是在激励电压的电流过载时切断激励电压输出；数字隔离器件和FPGA组成数字控制部分。相比传统方法，本发明实现了宽频率范围、大电压量程的功能，具备谐波分量小、驱动能力强、过流BIT等性能。本发明可用于旋变传感器、自整角机设备的激励电路，面向传感器测试、计量校准等领域。
在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，获取激励电压；基于激励电压测算对应的均方根值；根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，以便于实现激励电压高精度输出，因此，针对激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值而确定数模转换器的设置值，从而控制数模转换器的设置值，基于激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值进一步保证了旋变传感器的激励方法的稳定性和精度。
以下介绍本申请的装置实施例，可以用于执行本申请上述实施例中的旋变传感器的激励方法。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请上述的旋变传感器的激励方法的实施例。
图8示出了本申请的一个实施例的旋变传感器的激励装置的框图。
参照图8所示，本申请的一个实施例的旋变传感器的激励装置，包括：
获取模块210，用于获取激励电压输出值；
测算模块220，用于基于激励电压输出值计算对应的均方根值；
设置模块230，用于根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的旋变传感器的激励方法。
在本申请的一个实施例中，还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前述实施例所述的旋变传感器的激励方法。
在一示例中，图9出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
需要说明的是，图9示出的电子设备的计算机系统仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，计算机系统包括中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）301（即如前所述的处理器），其可以根据存储在只读存储器（Read-Only Memory，ROM）302中的程序或者从储存部分308加载到随机访问存储器（Random Access Memory，RAM）303中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的旋变传感器的激励方法。应该理解的，RAM303和ROM302即如前所述的存储装置。在RAM 303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出（Input /Output，I/O）接口305也连接至总线304。
以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管（Cathode Ray Tube，CRT）、液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的储存部分308；以及包括诸如LAN（Local Area Network，局域网）卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分308。
特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元（CPU）301执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的旋变传感器的激励方法。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等）执行根据本申请实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种旋变传感器的激励方法，其特征在于，包括：
获取激励电压输出值；获取激励电压输出值，此时，激励电压进入过流BIT，转换成电压开关量，进入数字隔离器件和FPGA中，其作用在激励电压的电流过载时及时切断激励电压输出；
基于激励电压输出值计算对应的均方根值；激励电压依次通过比例电路、滤波电路进入模数转换器ADC，此时，比例电路、滤波电路、模数转换器ADC组成了闭环反馈部分；激励电压转成数字量通过数字隔离器件，进入FPGA，以计算激励电压的均方根值；
根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值；在FPGA中，采用PI算法根据上位机设定值和激励电压的均方根值，计算数模转换器DAC的设置值，以实现激励电压高精度输出和负载调整率高性能；PI算法如下所示：
Y(z)＝Vset+kp·(Vset-Vadc)+Yi(z)
Yi(z)＝Yi(z-1)+ki·(Vset-Vadc)
公式中，Vset是上位机设定值；Vadc是激励电压均方根值Vadc。
2.根据权利要求1所述的旋变传感器的激励方法，其特征在于，所述基于激励电压输出值计算对应的均方根值，还包括：
在FPGA中，根据当前设置的频率fset计算出波形的周期，从而计算出最少20个周期的激励电压采集值[V(1)，…，V(m)]，按照如下公式计算激励电压均方根值Vadc：
3.根据权利要求1所述的旋变传感器的激励方法，其特征在于，所述基于激励电压输出值计算对应的均方根值，还包括：
比例电路是将激励电压调整到模数转换器ADC的有效电压测量范围内[1/3，1]·Vmax。
4.根据权利要求3所述的旋变传感器的激励方法，其特征在于，所述根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值，还包括：
Yi(z-1)是积分环节上一次Yi(z)的计算值，本次运算结束后进行更新；Yi(0)＝0。
5.一种旋变传感器的激励装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取激励电压输出值；获取激励电压输出值，此时，激励电压进入过流BIT，转换成电压开关量，进入数字隔离器件和FPGA中，其作用在激励电压的电流过载时及时切断激励电压输出；
测算模块，用于基于激励电压输出值计算对应的均方根值；激励电压依次通过比例电路、滤波电路进入模数转换器ADC，此时，比例电路、滤波电路、模数转换器ADC组成了闭环反馈部分；激励电压转成数字量通过数字隔离器件，进入FPGA，以计算激励电压的均方根值；
设置模块，用于根据激励电压的上位机设定值以及激励电压的均方根值，确定数模转换器的设置值；在FPGA中，采用PI算法根据上位机设定值和激励电压的均方根值，计算数模转换器DAC的设置值，以实现激励电压高精度输出和负载调整率高性能；根据上位机给定的激励电压参数(fset，Vset，θset)，由FPGA生成指令通过数字隔离器件，发送给数模转换器DAC，经过滤波环节连接AB类功放或者变压器，输出激励电压；
PI算法如下所示：
Y(z)＝Vset+kp·(Vset-Vadc)+Yi(z)
Yi(z)＝Yi(z-1)+ki·(Vset-Vadc)
公式中，Vset是上位机设定值；Vadc是激励电压均方根值Vadc。
6.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的旋变传感器的激励方法。
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2024
- 2024-02-26 CN CN202410209247.8A patent/CN117782168B/zh active Active
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