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根据AD2S83的角方位检测体系及其在电动助力转向体系中的使用

1引言基于电磁感应原理的旋转变压器(Resolver),有时又称为解算器,是一种精密控制电机,在电动助力转向系统中,完成轴角位移信息的检测功能。由于它是模拟机电元件,所以,当其用于数字系统中,就需要一

1 引 言

根据电磁感应原理的旋转变压器(Resolver),有时又称为解算器,是一种精细操控电机,在电动助力转向体系中,完结轴角位移信息的检测功用。因为它是模仿机电元件,所以,当其用于数字体系中,就需要必定的接口电路,即旋转变压器-数字变换器(RDC),以完成模仿量信号到操控体系数字量的转化。跟着电子技术的飞速开展,美国AD公司已将它开展成为一系列的单片集成电路,然后弥补了曩昔由分立元件搭成的RDC体积大、可靠性低的缺乏,给工程运用带来了极大的便利。由旋转变压器和AD2S83就能够构成高精度的电动助力角方位检测体系,并且AD2S83输出的模仿速度信号还能够作为速度反应信号以构成电动助力转向体系中的速度回路。

2 旋转变压器

旋转变压器是依照电磁感应原理而作业的元件,其定、转子上都有绕组,相互同心组织,相互耦合联络,旋转变压器选用正交的两相绕组,它首要用于视点方位操控体系中,作为视点方位检测元件。若旋转变压器的励磁电压为E=Esinwt,则正交的A、B两相绕组中感应的电动势为:

其间,θ为旋转变压器的转子转角,是肯定方位。

3 AD2S83简介

AD2S83是美国AD公司推出的以BiMOS II工艺制作的,将先进的CMOS逻辑电路与高精度双极线性电路相结合的单片%&&&&&%。它功耗低(300mW),其数字输出分辨率可被用户设置成10,12,14或16位,并具有速度输出信号可供用户作为速度回路的速度反应信号运用,以替代测速发电机等测速元件,然后缩小了体系的体积。 AD2S83按图1衔接后,就构成一个作业于II型伺服环的盯梢式RDC,其数字输出能以选取的最大盯梢速率主动盯梢轴角输入,没有静态差错。因为它在把旋转变压器信号转化为二进制时,选用比率式盯梢办法,输出的数字角仅与SIN和COS输人信号的比值有关,而与它们的肯定值巨细无关,因而,AD2S83对输人信号的幅值和频率改变不灵敏,不用运用安稳、准确的振荡器来发生参阅信号,而仍能确保准确度。转化环路中相敏检测器的存在确保了对参阅信号中的正交重量有很高的按捺才能。别的,它按捺噪声、谐波的才能强。AD2S83杰出的长处就在于它可由用户挑选相应的参数来优化整个体系的功能。
图1
4 角方位检测电路的规划

方位检测电路规划的要害,便是要正确地挑选AD2S83的外围元件。下面就介绍AD2S83外围元件的挑选。应留意选用量挨近抱负值的元件,并作业于答应的温度范围内。选用差错等级为5%的元件并不会下降转化器的功能。参见图1。

4.1 高频滤波器元件R1、R2、C1、C2的挑选

高频滤波器的效果是消除直流偏置和削减进入到AD2S83信号中的噪声,因为它们影响相敏检测器的输出。在有来自开关电源和无刷电机的噪声时,其效果特别重要。元件参数
的挑选如下:

C1=C2=15k ≤R1=R2≤56k (3)
(4)

其间, 为参阅频率
当取R2=R3,C1=C3时,只R1、C2能够省掉。
留意:因为该高频滤波器对输入到相敏检测器的信号有3倍的衰减,因而,它会影响环路的增益。

4.2 增益份额电阻R4的挑选

若C1,C2满意(3)式和(4)式,则
(5)
不然
(6)

其间,100 10 电流/LSB;

4.3 R3、C3的挑选

适宜的R3、C3使信号在参阅频率上没有显着的相位移,两元件为:
(7)
4.4 最大盯梢速率的挑选
VCO的输入电阻R6用来设置变换器的量大盯梢速率。若在量大盯梢速率时,速度输出为8V,则R6为:
(8)
其间,T不能超越最大盯梢速率或参阅信号频率的l/16,N为输出分辨率。

4.5 闭环带宽的挑选

挑选闭环带宽( )时,有必要确保参阅频率与闭环带宽的比率不超越表l所示的目标。
表1如下:
当参阅频率为400Hz时,带宽的典型值为100Hz,当参阅频率为5kHz时,带宽的典型值为500Hz到1000Hz。C4,C5,R5按下式挑选:
(9)



4.6 VC0相位补偿

4.7 偏置调整

积分器输入端的漂移与偏置电流会引起变换器输出端额定的方位漂移,如果能疏忽漂移,则可省掉R8,R9,不然应取R8=4.7M ,R9=1M (电位器)。为了减小零点漂移,首要挑选好AD2S83的外围元件,并断开AD2S83与旋转变压器的衔接,然后衔接COS与REFERENCE INPUT两个引脚,SIN与SIGNAL GROUND两个引脚,加上电源与参阅信号后,调理电位器R9,使输出为全“0”。
图2

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