一种双通道旋变发送机控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种发送机的控制系统及方法，特别是涉及一种双通道旋变发送机控制系统及方法。

背景技术

旋转变压器英文为resolver，根据词义，又被称作为“解算器”或“分解器”。其和光电编码器是目前伺服领域应用最广的测量元件。旋转变压器的关键参数也与变压器类似，比如额定电压、额定频率、变压比。与变压器不同之处是，其一次侧与二次侧不是固定安装的，而是相对运动的。随着两者相对角度的变化，在输出侧就可以得到幅值变化的波形。旋转变压器的输出信号幅值随位置变化而变化，但频率不变。旋转变压器在实际应用中，一般设置两组输出线圈，两者相位差90度，从而可以输出幅值为SIN与COS变化的两组信号。利用两台相同的正、余弦旋转变压器可组成单通道测角系统。一台旋转变压器为发送机，另一台为控制变压器。发送机由交流电源激磁。为了提高系统的控制精度，可采用双通道测角系统。双通道旋转变压器(dual-speed resolver)是指单对极和多对极旋转变压器的组合。旋转变压器的关键性能指标包括有额定励磁电压和励磁频率、变压比和最大输出电压、旋变的电气误差、阻抗与相位移、零位电压与基准电气零位等。旋转变压器在原边励磁电压作用下，会产生和输出电压的转动角，该转动角和输出电压具有一定的函数关系，在经过解码后驱动电动机旋转。可见，旋转变压器的控制精度直接关系到输出转速。对于双通道旋变发送机而言，其控制精度要高于普通的旋转变压器，控制难度也较大。现有技术中主要靠人工来实现对旋转变压器电压的调节以实现相应的功能。这种方式精度和效率都较低。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种双通道旋变发送机控制系统及方法，可以精确控制双通道旋变发送机。

为实现上述的目的，按照本发明的一个方面，提供一种双通道旋变发送机控制系统，包括：控制模块、双通道旋变发送机、速度传感器、电压调节模块，所述控制模块与双通道旋变发送机连接，所述控制模块向双旋变发送机发出驱动信号，所述控制模块包括用于接收速度传感器的信号的端口，所述控制模块还包括用于接收双通道旋变发送机目标转动速度信号的端口；所述速度传感器与所述控制模块连接，所述速度传感器包括用于向控制模块发送信号的端口；所述电压调节模块与控制模块连接，所述控制模块用于将速度传感器发送的信号与实际负载的目标转动速度信号相比较分析，并根据所述比较分析结果控制电压调节模块；所述的速度传感器、电压调节模块分别与双通道旋变发送机连接；所述双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道，所述粗机通道磁路和精机磁道通道上分别连接电压检测模块，用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的副边输出电压，所述电压检测模块与电压调节模块连接，用于发送需调整到的电压值信号。

进一步的，所述电压调节模块可以对输入的励磁电压进行调节，其通过以下公式计算所需调节的电压值：

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

进一步的，为实现上述的目的，按照本发明的另一个方面，提供一种双通道旋变发送机控制系统，包括：控制模块、双通道旋变发送机、速度传感器、线圈匝数调整模块，所述控制模块与双通道旋变发送机连接，所述控制模块向双旋变发送机发出驱动信号，所述控制模块包括用于接收速度传感器的信号的端口，所述控制模块还包括用于接收双通道旋变发送机目标转动速度信号的端口；所述速度传感器与所述控制模块连接，所述速度传感器包括用于向控制模块发送信号的端口；所述线圈匝数调整模块与控制模块连接，所述控制模块用于将速度传感器发送的信号与实际负载的目标转动速度信号相比较分析，并根据所述比较分析结果控制线圈匝数调整模块；所述双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道，所述粗机通道磁路和精机磁道通道分别连接至角度传感器，所述角度传感器与控制模块连接，用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的转动角度。

所述线圈匝数调整模块可以对输入的线圈匝数进行调节，其通过以下公式计算所需调节的线圈匝数值：

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

为实现上述的目的，按照本发明的另一个方面，提供一种双通道旋变发送机控制方法，具体为：

S01：控制模块发出驱动信号，双通道旋变发送机在驱动信号下开始动作；

其中，所述的控制模块，所述控制模块连接双通道旋变发送机，控制装置发出驱动信号后，带动所述双通道旋变发送机旋转；

进一步的，所述的双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道；其中，粗机通道磁路的绕组匝数小于精机磁道通道的绕组匝数，二者的极对数比为P，粗机通道磁路和精机磁道通道的绕组匝数能够根据旋变发送机输出的谐波含量进行相应调整，进而提高旋变发送机的输出精度；

所述双通道旋变发送机具有转子和定子，可以分别输出粗机和精机的感应电压和转子的转动速度信息；

其中在原边励磁电压为U的情况下，粗机和精机的副边输出电压表达式分别为：

U

U

U

U

其中，U

S02：通过速度传感器检测双通道旋变发送机的转动速度，速度传感器将转动速度发送至控制模块；

其中，所述的速度传感器与双通道旋变发送机连接，用于检测双通道旋变发送机的转动速度；

S03：控制模块接速度传感器反馈的转动速度，并将所述转动速度与双通道旋变发送机负载的目标转动速度相对比；

其中，实际负载与双通道旋变发送机连接，所述实际负载可以为电机或相类似的机构，所述目标转动速度为电机等负载所需求的实际转动速度。如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同，则进行S04步骤。

S04：控制模块启动电压调节模块，电压调节模块根据目标转动速度对输入的励磁电压进行调节；

其中，通过目标转动速度可以计算电压：

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

进一步的，还包括一种双通道旋变发送机的电压自测和调整方法，具体如下：

S041：检测粗机通道磁路和精机磁道通道的副边输出电压，并计算得出当前的励磁电压U’；

在粗机通道磁路和精机磁道通道上分别连接电压检测模块，用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的副边输出电压，通过所述的粗机和精机的副边输出电压表达式可以计算得知当前的励磁电压U’。

S042：将根据目标转动速度调整后的电压U与U’比较，如U＝U’，则执行S05步骤，如U≠U′，则所述电压检测模块向电压调节模块发送需调整到的电压值信号。

S043：电压调节模块根据U′对电压进行调节。

S05：在对输入励磁电压进行调整后，速度传感器将双通道旋变发送机的转动速度发送至控制模块；

如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同；重复S04步骤，直至转动速度与目标速度相同。

为实现上述的目的，按照本发明的另一个方面，提供一种双通道旋变发送机控制方法，具体为：

S01’：控制模块发出驱动信号，双通道旋变发送机在驱动信号下开始动作；

其中，所述的控制模块，所述控制模块连接双通道旋变发送机，控制装置发出驱动信号后，带动所述双通道旋变发送机旋转；

进一步的，所述的双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道；其中，粗机通道磁路的绕组匝数小于精机磁道通道的绕组匝数，二者的极对数比为P，粗机通道磁路和精机磁道通道的绕组匝数能够根据旋变发送机输出的谐波含量进行相应调整，进而提高旋变发送机的输出精度；

所述双通道旋变发送机具有转子和定子，可以分别输出粗机和精机的感应电压和转子的转动速度信息；

其中在原边励磁电压为U的情况下，粗机和精机的副边输出电压分别为：

U

U

U

U

其中，U

S02’：通过速度传感器检测双通道旋变发送机的转动速度，速度传感器将转动速度发送至控制模块；

其中，所述的速度传感器与双通道旋变发送机连接，用于检测双通道旋变发送机的转动速度；

S03’：控制模块接速度传感器反馈的转动速度，并将所述转动速度与双通道旋变发送机负载的目标转动速度相对比；

其中，实际负载与双通道旋变发送机连接，所述实际负载可以为电机或相类似的机构，所述目标转动速度为电机等负载所需求的实际转动速度。如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同，则进行S04步骤。

S04’：控制模块启动旋变发送器线圈匝数调整模块，对线圈匝数进行调整，进而调整目标转动速度，根据所述调节后线圈匝数，控制模块发出驱动信号驱动双通道旋变发送机旋转；

通过目标转动速度可以计算线圈匝数

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

进一步的，还可以包括有转动速度自测步骤，具体如下：

S041’：检测粗机通道磁路和精机磁道通道的转动角度θ

在粗机通道磁路和精机磁道通道分别连接至角度传感器，所述角度传感器用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的转动角度θ

其中，t为时间，θ为转动角度。

通过所述的转动速度表达式可以计算得知当前的转动速度w。

S042’：角度传感器与控制装置连接，并将角度信号发送至控制装置，控制装置将目标转动速度与w比较，如相等，则执行S05步骤，如不相等，则执行S043步骤。

S043’：控制模块再次启动旋变发送器线圈匝数调整模块，对线圈匝数进行调整。

S05’：在对线圈匝数进行调整后，速度传感器再次将输出的转动速度传送至控制模块；

如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同；重复S04步骤，直至转动速度与目标速度相同。

本发明的有益技术效果为：

本发明通过设置电压调节器或者线圈匝数调节器，将实测的转速与负载实际目标转速相对比，通过电压调节器调节旋变发送器的输入电压，或通过线圈匝数调节器调整线圈匝数，进而将实测的转速与目标转速调整为一致，避免了人工操作效率较低不够精确的技术问题，实现了自动化、实时精确控制旋变发送机的目的。

附图说明

图1是双通道旋变发送机控制方法流程图

图2是双通道旋变发送机的电压自测和调整方法流程图

图3是双通道旋变发送机另一种控制方法流程图

图4是双通道旋变发送机的转动速度自测方法流程图

图5是双通道旋变发送机控制系统图

图6双通道旋变发送机另一种控制系统图

具体实施方式

下面结合具体实施例以及附图说明对本发明做详细描述，以便本领域技术人员能够清楚、准确的理解本发明的技术方案。在不构成技术冲突的情况下，本发明中各实施例之间的特征可以相互结合。

具体实施例一：

如附图1所示的一种双通道旋变发送机控制方法流程图，包括以下的步骤：

S01：控制模块发出驱动信号，双通道旋变发送机在驱动信号下开始动作；

其中，所述的控制模块，所述控制模块连接双通道旋变发送机，控制装置发出驱动信号后，带动所述双通道旋变发送机旋转；

进一步的，所述的双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道；其中，粗机通道磁路的绕组匝数小于精机磁道通道的绕组匝数，二者的极对数比为P，粗机通道磁路和精机磁道通道的绕组匝数能够根据旋变发送机输出的谐波含量进行相应调整，进而提高旋变发送机的输出精度；

所述双通道旋变发送机具有转子和定子，可以分别输出粗机和精机的感应电压和转子的转动速度信息；

其中在原边励磁电压为U的情况下，粗机和精机的副边输出电压表达式分别为：

U

U

U

U

其中，U

S02：通过速度传感器检测双通道旋变发送机的转动速度，速度传感器将转动速度发送至控制模块；

其中，所述的速度传感器与双通道旋变发送机连接，用于检测双通道旋变发送机的转动速度；

S03：控制模块接速度传感器反馈的转动速度，并将所述转动速度与双通道旋变发送机负载的目标转动速度相对比；

其中，实际负载与双通道旋变发送机连接，所述实际负载可以为电机或相类似的机构，所述目标转动速度为电机等负载所需求的实际转动速度。如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同，则进行S04步骤。

S04：控制模块启动电压调节模块，电压调节模块根据目标转动速度对输入的励磁电压进行调节；

其中，通过目标转动速度可以计算电压：

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

进一步的，如附图2所示的一种双通道旋变发送机的电压自测和调整方法，包括以下的步骤：

可以包括有电压自测和调整步骤，具体如下：

S041：检测粗机通道磁路和精机磁道通道的副边输出电压，并计算得出当前的励磁电压U’；

在粗机通道磁路和精机磁道通道上分别连接电压检测模块，用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的副边输出电压，通过所述的粗机和精机的副边输出电压表达式可以计算得知当前的励磁电压U’。

S042：将根据目标转动速度调整后的电压U与U’比较，如U＝U’，则执行S05步骤，如U≠U′，则所述电压检测模块向电压调节模块发送需调整到的电压值信号。

S043：电压调节模块根据U′对电压进行调节。

S05：在对输入励磁电压进行调整后，速度传感器将双通道旋变发送机的转动速度发送至控制模块；

如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同；重复S04步骤，直至转动速度与目标速度相同。

具体实施例二：

基于同样的发明构思，本发明提供另一方面的双通道旋变发送机控制方法，如图3所示，包括以下的步骤：

S01’：控制模块发出驱动信号，双通道旋变发送机在驱动信号下开始动作；

其中，所述的控制模块，所述控制模块连接双通道旋变发送机，控制装置发出驱动信号后，带动所述双通道旋变发送机旋转；

进一步的，所述的双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道；其中，粗机通道磁路的绕组匝数小于精机磁道通道的绕组匝数，二者的极对数比为P，粗机通道磁路和精机磁道通道的绕组匝数能够根据旋变发送机输出的谐波含量进行相应调整，进而提高旋变发送机的输出精度；

所述双通道旋变发送机具有转子和定子，可以分别输出粗机和精机的感应电压和转子的转动速度信息；

其中在原边励磁电压为U的情况下，粗机和精机的副边输出电压分别为：

U

U

U

U

其中，U

S02’：通过速度传感器检测双通道旋变发送机的转动速度，速度传感器将转动速度发送至控制模块；

其中，所述的速度传感器与双通道旋变发送机连接，用于检测双通道旋变发送机的转动速度；

S03’：控制模块接速度传感器反馈的转动速度，并将所述转动速度与双通道旋变发送机负载的目标转动速度相对比；

其中，实际负载与双通道旋变发送机连接，所述实际负载可以为电机或相类似的机构，所述目标转动速度为电机等负载所需求的实际转动速度。如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同，则进行S04步骤。

S04’：控制模块启动旋变发送器线圈匝数调整模块，对线圈匝数进行调整，进而调整目标转动速度，根据所述调节后线圈匝数，控制模块发出驱动信号驱动双通道旋变发送机旋转；

通过目标转动速度可以计算线圈匝数

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

进一步的，如图4所示可以包括有转动速度自测步骤，具体如下：

S041’：检测粗机通道磁路和精机磁道通道的转动角度θ

在粗机通道磁路和精机磁道通道分别连接至角度传感器，所述角度传感器用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的转动角度θ

其中，t为时间，θ为转动角度。

通过所述的转动速度表达式可以计算得知当前的转动速度w。

S042’：角度传感器与控制装置连接，并将角度信号发送至控制装置，控制装置将目标转动速度与w比较，如相等，则执行S05步骤，如不相等，则执行S043步骤。

S043’：控制模块再次启动旋变发送器线圈匝数调整模块，对线圈匝数进行调整。

S05’：在对线圈匝数进行调整后，速度传感器再次将输出的转动速度传送至控制模块；

如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同，则终止，如果速度传感器反馈的转动速度与目标转动速度相同不同；重复S04步骤，直至转动速度与目标速度相同。

具体实施例三：

基于具同样的发明构思，本实施例提出一种双通道旋变发送机控制系统，对应于上述的双通道旋变发送机控制方法。如图5所示，该系统具体包括：

控制模块与双通道旋变发送机连接，控制模块用于发出驱动信号，并用于接受速度传感器的信号，以及将速度传感器反馈的信号与实际负载的目标转动速度信号相比较，进而控制电压调节模块。

所述的速度传感器、电压调节模块分别与双通道旋变发送机连接。

所述电压调节模块可以对输入的励磁电压进行调节，其通过以下公式计算所需调节的电压值：

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

所述双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道，所述粗机通道磁路和精机磁道通道上分别连接电压检测模块，用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的副边输出电压，所述电压检测模块与电压调节模块连接，用于发送需调整到的电压值信号。

具体实施例四：

基于具同样的发明构思，本实施例提出一种双通道旋变发送机控制系统，对应于上述的双通道旋变发送机控制方法。如图6所示，该系统具体包括：

控制模块与双通道旋变发送机连接，控制模块用于发出驱动信号，并用于接受速度传感器的信号，以及将速度传感器反馈的信号与目标速度信号相比较，进而控制线圈匝数调整模块。

所述线圈匝数调整模块可以对输入的线圈匝数进行调节，其通过以下公式计算所需调节的线圈匝数值：

其中，U为电压，v为转速，N为线圈匝数，

所述双通道旋变发送机同轴设置两组通道磁路，分别为粗机通道磁路和精机磁道通道，所述粗机通道磁路和精机磁道通道分别连接至角度传感器，所述角度传感器与控制模块连接，用于检测粗机通道磁路和精机磁道通道的转动角度。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。