一种旋转变压器角度信号解码方法

摘要

本发明是属于传感器测量技术领域，涉及一种旋转变压器角度信号解码方法，包括：连续采集旋转变压器的两路输出信号u_cos(k)和u_sin(k)；构造复数数字信号序列：u_complex(k)＝u_cos(k)+i·u_sin(k)，k＝0，2，...，N；设f_l表示频率域的离散自变量，则傅立叶变换复数序列的解析表达式为：其中，在傅立叶变换复数序列中找到fl＝fm处的取值U_complex(f_m)，然后计算U_complex(fm)的复数角，即得到位置信号θ值。本发明具有易于实现鲁棒性好的优点。

主权项

1.一种旋转变压器角度信号解码方法，包括下列步骤：(1)设旋转变压器的励磁信号为u_in(t)＝U_incos(2πf_int)，其两路输出信号分别为u_cos(t)＝KU_incos(2πf_int)cos(θ)和u_sin(t)＝KU_incos(2πf_int)sin(θ)，其中，t表示时间，θ为角度信号，f_in为励磁信号u_in(t)的频率，U_in为励磁信号的幅值，K为由旋转变压器的结构确定的变比常数；取采样频率f_s＝nf_in，n为大于2的正整数，对u_cos(t)和u_sin(t)两路输出信号连续采集N次，令N＝n*m，m为大于2的正整数，得到如下的两路数字输出信号：u_cos(k)＝KU_incos(2πk/n)cos(θ)和u_sin(k)＝KU_incos(2πk/n)sin(θ)；(2)利用u_cos(k)和u_sin(k)构造复数数字信号序列：u_complex(k)＝u_cos(k)+i·u_sin(k)，k＝0，1，2，...，N-1；(3)对复数数字信号序列u_complex(k)进行离散傅里叶变换，得到一个长度为N的复数序列，当N为奇数时，该复数序列表示为：U_complex(f_-L)，......U_complex(f₀)，......，U_complex(f_L)，其中L＝(N-1)/2，当N为偶数时，该复数序列表示为：U_complex(f_-L)，......U_complex(f₀)，......，U_complex(f_L-1)，其中L＝(N)/2；设f_l表示频率域的离散自变量，f_l的代表的实际频率值由公式计算，则傅立叶变换复数序列的解析表达式为：$U_{\mathrm{complex}}\left(f_l\right)=\frac{K{U}_{\mathrm{in}}}{N}(\cos \left(\theta \right)+i·\sin \left(\theta \right))\underset{k=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}[e^{-j\frac{2\pi }{N}k(l-m)}+e^{-j\frac{2\pi }{N}k(l+m)}]$(4)当l＝m时，U_complex(f_l＝f_m)＝KU_in(cos(θ)+i·sin(θ))，在傅立叶变换复数序列中找到f_l＝f_m处的取值U_complex(f_m)，然后计算U_complex(f_m)的复数角，即得到位置信号θ值。