旋转变压器编码器软件解算方法与应用

STM32F1单片机实现旋变软件解码

旋变是什么？工作原理？应用场合？解码原理？略。

1.硬件电路

设计1，10khz 正弦信号发生器。要求电流能够达到500mA~1A左右，幅值7.5V。

1.可以利用芯片输出10kzh方波，通过一次积分电路得到三角波，通过二次积分得到正弦波。

2.可以通过芯片输出两路调制pwm波，再通过滤波器得到差分正弦波。

设计2，输出信号调理电路。差分正弦信号，调理到0~3.3V模拟信号，用于连接stm32单片机。

一种参考电路设计

2.软件设计

1.采样输出的调理信号

采样时机，设定在pwm的定点，触发AD1和AD2同步采样。然后分别使用角度估计算法和反正切算法进行对比解算出的角度和角速度。因此，AD采样频率10khz，角度估计算法执行周期也是10khz。

2.软件解算方法

AD采样完成中断中，执行角度估计算法。下图为估计算法流程图。

3.仿真验证算法

在simulink中搭建仿真模型验证角度估计算法的效果。仿真模型如下。

模拟旋变输出信号

角度估计效果

4.总结

1.旋变解码软件解算系统，两个重点，其一，激励电路和调理电路的设计，其二，软件解算方法。任何一部分都影响着解算的精度和稳定性。

2.STM32F1单片机主频72Mhz，计算角度解码算只需要5us左右。正余弦采用查表方式。

3.相比于基于硬件芯片旋变解码方法，软件解码更加灵活，成本较低，通过优化硬件电路和软件解码方法，性能上基本与硬件方式一致。

4.一般带有旋变编码器的驱动器，应该多数是使用软件解码的吧（猜测），直接利用主控芯片进行解算，充分利用CPU，也降低成本。

5.拓展

目前市面上流通者很多汽车转向电机，这种电机广泛被网友用来DIY各种产品。但是受限于电机是磁阻旋变基本上无法使用这个高端传感器，网友多数采用两种方式驱动该电机，其一，直接放弃传感器，采用无感驱动器，其二，改装增加霍尔传感器。第一种方法，难度最小，但是目前无感驱动器大负载启动仍然是难点，效果较差；第二种方法，难度较大，要求具有一定的技术能力，同时霍尔角度的调整需要多次试凑，耗时较长，但增加霍尔之后，可以实现满载低速启动。全工况运行良好。

1.利用上面的软件解码方法，设计一个软件解算模块，输入电机旋变编码器，输出三相霍尔角度信号，ABZ信号，亦或者是SPI通信的角度信号。

2.目前市面上应该有类似功能的模块，旋变解码转换ABZ正交编码器，无缝兼容传统光电编码器驱动器。用FPGA或者FPGA可以轻松实现。

3.还是无感模式控制比较好！！！！省事，省钱。