專利名稱：雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種利用微處理器和非易失存儲(chǔ)器(如ROM、Flash等)對(duì)雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器的精粗機(jī)進(jìn)行零位自標(biāo)定的方法。本方法可用于各種類型的雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)變壓器作為精密測(cè)角元件，以其出色的抗震動(dòng)性、抗沖擊性以及對(duì)各種惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力而被廣泛應(yīng)用于軍工、船舶、航空航天、冶煉、開(kāi)采等各類行業(yè)中。為了提高旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)角精度，通常在工程實(shí)際中選取雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器。該類旋轉(zhuǎn)變壓器為同心圓套軸結(jié)構(gòu)，由精機(jī)和粗機(jī)兩套旋轉(zhuǎn)變壓器組成。其中，粗機(jī)可測(cè)量360°的整圈范圍，而精機(jī)對(duì)兩個(gè)對(duì)極之間的角度進(jìn)行更加細(xì)化地測(cè)量。通過(guò)將精粗機(jī)所測(cè)得的角度編碼組合從而可以達(dá)到高精度測(cè)角的目的。例如，可對(duì)32對(duì)極雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器中的精粗機(jī)分別進(jìn)行14位編碼轉(zhuǎn)換，其粗機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈可測(cè)量360°的范圍，而精機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈可測(cè)量360/32 = 11. 25°的范圍，通過(guò)將粗機(jī)的高5位和精機(jī)的14位編碼組合可以得到分辨率更高的19位編碼。但是，由于受到旋轉(zhuǎn)變壓器制造工藝的限制，雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器的精粗機(jī)零位之間會(huì)存在一定的偏差。該偏差會(huì)造成精粗通道組合碼的跳變。例如，在上例中精機(jī)的 14位編碼發(fā)生進(jìn)位時(shí)，粗機(jī)高5位編碼應(yīng)加1。但是由于存在零位偏差，此時(shí)粗機(jī)高5位編碼可能未加1，進(jìn)而造成精粗組合碼的跳變，影響到角度測(cè)量的精度。在工程應(yīng)用中，有多種方法可以修正上述的精粗組合碼跳變。但是，這些方法都有糾錯(cuò)范圍的限制。當(dāng)精粗機(jī)的零位偏移大于糾錯(cuò)方法的范圍時(shí)，該方法將失效。此時(shí)，需要對(duì)精粗機(jī)的零位偏差進(jìn)行人工修正，使零位偏差滿足糾錯(cuò)方法的要求。但是，在批量化生產(chǎn)的過(guò)程中，這種人工修正需硬件配合來(lái)修改軟件，操作起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。特別對(duì)于旋轉(zhuǎn)變壓器安裝在有限小角度可動(dòng)的機(jī)構(gòu)時(shí)，將很難進(jìn)行操作。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法，一種簡(jiǎn)便、快捷地雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器的零位自標(biāo)定方法。技術(shù)方案一種雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法，其特征在于步驟如下步驟1 測(cè)量雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器在標(biāo)定時(shí)刻T的精粗通道的碼值θ ，θ ifi'；步驟2 測(cè)量雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器在標(biāo)定后任意時(shí)刻t的精粗通道的碼值θ ■和θ
粗；步驟3 根據(jù)下述公式計(jì)算得到修正的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的精粗通道的碼值θ粗〃禾口 θ精〃；θ 粗〃 =f2( θ 粗_ θ 粗,)θ 精〃 =f2(0 精_θ 精,)所述f2(x)為碼值范圍修正函數(shù)，當(dāng)括號(hào)內(nèi)的出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，對(duì)該值加上360度對(duì)應(yīng)的碼值，對(duì)該值進(jìn)行修正；步驟4:以修正后Θ粗〃和θ精〃，根據(jù)Qreal = ^e粗〃，θ精〃，P)計(jì)算得到的當(dāng)前真實(shí)角度。有益效果本發(fā)明提出的一種雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法，該方法較之傳統(tǒng)方法具有以下特點(diǎn)1.傳統(tǒng)方法以精粗通道其一為基準(zhǔn)，將其旋轉(zhuǎn)到零位，再對(duì)另一通道進(jìn)行修正。本方法則同時(shí)對(duì)兩通道進(jìn)行修正，無(wú)須轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái)尋找某一通道的零位。2.本方法可在任意時(shí)刻、任意環(huán)境下方便、快捷地進(jìn)行零位自標(biāo)定。3.本方法可以以微處理器技術(shù)為依托，利用非易失存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行實(shí)施，具備記憶功能。4.實(shí)現(xiàn)該方法的電路簡(jiǎn)單有效，成本低廉。


圖1 本發(fā)明方法實(shí)施例軟件流程框圖；圖2 本發(fā)明方法實(shí)施例電路圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述本發(fā)明實(shí)施例以微處理器技術(shù)為依托，利用非易失存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其具體技術(shù)方案有兩部分組成。第一部分為主流程，其步驟如下首先，微處理器從外部元件讀入當(dāng)前旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的碼值；其次處理器從非易失存儲(chǔ)器的指定位置讀入當(dāng)前該旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的修正值；然后使用修正值對(duì)精粗通道的碼值分別進(jìn)行相應(yīng)的修正；最后將修正后的碼值作為組合糾錯(cuò)算法的輸入，進(jìn)行相應(yīng)的處理。第二部分為修正值更新流程，其步驟如下首先，由外部數(shù)字量輸入或各種通信接口，如按鈕、串口等引發(fā)處理器進(jìn)入中斷程序；其次，在中斷程序中處理器讀入當(dāng)前旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的碼值；最后，將該時(shí)刻的碼值作為旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的修正量分別存入非易失存儲(chǔ)器的指定位置中，并退出中斷程序。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的計(jì)算機(jī)步驟流(見(jiàn)圖1)1. 1 在T時(shí)刻處理器軟件接收到自標(biāo)定觸發(fā)信號(hào)。1. 2 讀取當(dāng)前時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的碼值θ精‘，θ ffl'1.3:將θ精‘，θ ffl'存儲(chǔ)到系統(tǒng)的非易失存儲(chǔ)器中指定的位置1.4:在T時(shí)刻以后的任意時(shí)刻t讀取旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的碼值θ θ fflo
(t^o)1. 5 :在系統(tǒng)的非易失存儲(chǔ)器中的指定位置讀取θ精‘，θ ffl'
1. 6 對(duì)精粗通道的碼值進(jìn)行修正；所述修正采用碼值范圍修正函數(shù)f2(x)，即當(dāng)括號(hào)內(nèi)的出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，對(duì)該值加上 360度對(duì)應(yīng)的碼值，對(duì)該值進(jìn)行修正。Δ θ 粗=θ 粗-θ 粗, Δ θ 精=θ 精_ θ 精,具體如下判斷Δ θ粗，Δ θ精是否越界。當(dāng)Δ沒(méi)22Ν'為越界，其中N1為采集通道的位數(shù)；對(duì)越界值進(jìn)行修正，即沒(méi)"=Δ沒(méi)&(、0...0Γ^)，其中N1為采集通道的位數(shù)，N為處理
N
器數(shù)據(jù)格式的位數(shù)。例如，系統(tǒng)若采用32位的處理器配合14位的R/D芯片，則N = 32，N1 =14。計(jì)算當(dāng)前真實(shí)角度編碼，θ real = K θ粗〃，θ精〃，ρ)，完成軟件自標(biāo)定流程。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)執(zhí)行2. 4 2. 9。當(dāng)自標(biāo)定程序啟動(dòng)則執(zhí)行2. 1 2. 9，完成一次自標(biāo)定后，軟件重新進(jìn)入正常流程。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電路，(見(jiàn)圖2)本發(fā)明采用的微處理器為DSP，其型號(hào)為T(mén)I公司的TMS320Ii^812 ；采用的非易失存儲(chǔ)器為T(mén)MS320LM812的片內(nèi)Flash。微處理器主要完成數(shù)據(jù)讀取及存儲(chǔ)、精粗通道數(shù)據(jù)修正、響應(yīng)外部中斷并進(jìn)行相應(yīng)處理、精粗通道數(shù)據(jù)組合及糾錯(cuò)和對(duì)外通訊的功能。參見(jiàn)圖 1，本發(fā)明所提出的雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器自標(biāo)定方法由主流程和中斷程序兩個(gè)部分構(gòu)成。 其中，主流程的工作過(guò)程如下首先，由DSP從外部元件中讀入當(dāng)前旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的碼值。接著，DSP從其內(nèi)部Flash的B扇區(qū)(內(nèi)部地址0x3F4000)指定的地址區(qū)域中讀出精粗通道所對(duì)應(yīng)的修正值。接著，使用修正值分別對(duì)精粗通道數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并保證修正后的數(shù)據(jù)在有效的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。最后，將修正過(guò)的碼值作為參數(shù)傳遞給組合糾錯(cuò)算法，已得到高分辨率的組合碼。中斷程序的工作過(guò)程如下首先，通過(guò)外部數(shù)字量輸入或各種通信接口，如按鈕、串口等來(lái)觸發(fā)DSP的外部非屏蔽中斷，以此來(lái)使PC指針進(jìn)入中斷服務(wù)子程序； 接著，在中斷服務(wù)子程序中DSP讀入當(dāng)前旋轉(zhuǎn)變壓器精粗通道的碼值，并將其作為精粗通道的修正量。最后DSP進(jìn)入Flash編程流程，將修正值寫(xiě)到Flash的B扇區(qū)中。編程成功后，退出中斷服務(wù)子程序，PC指針重新指向主流程。Flash編程流程一次對(duì)一個(gè)Flash扇區(qū)進(jìn)行操作，先對(duì)該扇區(qū)進(jìn)行整體擦除，再對(duì)該扇區(qū)范圍內(nèi)的指定地址進(jìn)行編程，最后對(duì)編程結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，其確認(rèn)Flash扇區(qū)正常。在 Flash編程流程運(yùn)行階段需關(guān)閉所有中斷，以防止Flash操作失敗，從而損壞硬件。參見(jiàn)圖2，該電路的主要功能是對(duì)DSP軟件的中斷觸發(fā)和串口通訊，其工作模式有 3中，分別為按鈕觸發(fā)、串口命令觸發(fā)和外部數(shù)字量輸入觸發(fā)。工作過(guò)程如下首先，在按鈕觸發(fā)電路中，按鈕彈開(kāi)狀態(tài)下輸出信號(hào)通過(guò)電阻R105上拉為高電平，按鈕按下?tīng)顟B(tài)下輸出信號(hào)與地短路，被下拉為低電平。因此，通過(guò)按下按鈕可以產(chǎn)生下降沿脈沖來(lái)觸發(fā)DSP的外部非屏蔽中斷；其次，在串口命令觸發(fā)電路中，光電耦合器V4為接收器、V6為發(fā)送器，數(shù)字芯片D5為RS-232到RS-422的轉(zhuǎn)換器。該電路通過(guò)D5和V4接收外界發(fā)送的指令，并觸發(fā)串口接收中斷。當(dāng)該指令為0xB5時(shí)，DSP程序開(kāi)始進(jìn)入自標(biāo)定程序；此外，通過(guò)D5和V6向外界發(fā)送當(dāng)前編碼值；再次，在外部數(shù)字量輸入觸發(fā)電路由光電耦合器V5和差分單端轉(zhuǎn)換器D4組成。該電路將差分脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端脈沖信號(hào)，使用該信號(hào)的下降沿來(lái)觸發(fā)DSP的外部非屏蔽中斷。 通過(guò)上述軟硬件的配合，即可方便、快捷地完成雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定。
權(quán)利要求
1. 一種雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法，其特征在于步驟如下 步驟1 測(cè)量雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器在標(biāo)定時(shí)刻T的精粗通道的碼值θ‘，θ ‘ ； 步驟2 測(cè)量雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器在標(biāo)定后任意時(shí)刻t的精粗通道的碼值θ ■和θ ffl ； 步驟3 根據(jù)下述公式計(jì)算得到修正的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的精粗通道的碼值θ ffl"和Q // 精 ；θ 粗“=f 2 ( θ 粗 _ θ 粗,) Q 精"=f2(Q 精_9精,)所述f2(X)為碼值范圍修正函數(shù)，當(dāng)括號(hào)內(nèi)的出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，對(duì)該值加上360度對(duì)應(yīng)的碼值，對(duì)該值進(jìn)行修正；步驟4:以修正后θ粗〃和θ m"，根據(jù)0real = fl(0粗〃，θ m"，ρ)計(jì)算得到的當(dāng)前真實(shí)角度為。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精粗機(jī)零位的自標(biāo)定方法，其特征在于步驟如下測(cè)量雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器在標(biāo)定時(shí)刻T的精粗通道的碼值θ精′，θ粗′；測(cè)量雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器在標(biāo)定后任意時(shí)刻t的精粗通道的碼值θ精和θ粗；計(jì)算得到修正的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的精粗通道的碼值θ粗″和θ精″；根據(jù)θreal＝f1(θ粗″，θ精″，p)計(jì)算得到的當(dāng)前真實(shí)角度。本方法則同時(shí)對(duì)兩通道進(jìn)行修正，無(wú)須轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái)尋找某一通道的零位。
文檔編號(hào)G01B7/30GK102494709SQ201110347258
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者周勇軍, 孫向亮, 曹富祿, 胡衛(wèi)鵬, 高棟 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第二〇六研究所