双旋变信号处理系统.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN102937787A

(43)申请公布日2013.02.20

(21)申请号CN201110262510.2

(22)申请日2011.09.06

(71)申请人北京理工大学

地址100081北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学机电学院智能机器人研究

所

(72)发明人黄强李丹凤蒋志宏李辉

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

G05B19/04

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

双旋变信号处理系统

(57)摘要

本发明公开了一种双旋变信号处理

系统，利用DSP芯片作为旋转变压器解码

芯片。基于DSP一体化关节双旋变信号处

理系统主要由两个无接触旋变发送机，调

理电路和双DSP控制器组成。其中解码

DSP作为双旋变信号处理的核心芯片，控

制DSP用来接收解码DSP求得的电机角位

置和关节角位置，并对永磁同步电机进行

控制，两个DSP之间通过IO口和SPI进

行通讯。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种双旋转变压器信号处理系统，用于对机器人的关节进行控制，

所述系统主要由两个旋转变压器、调理电路、解码DSP和控制DSP组成，

所述解码DSP用于对来自所述两个旋转变压器的信号进行处理，并

计算所述两个旋转变压器的角位置；所述控制DSP用于接收

所述解码DSP求得的所述两个旋转变压器的角位置，其特征在

于：

所述解码DSP被配置为发送两路频率相同、相位相反的PWM信号，

所述PWM信号经参考信号调理电路滤波和放大得到正弦激励信号，输送给

所述两个旋转变压器；

所述两个旋转变压器的输出信号经输出信号调理电路由所述解码DSP

的A/D通道采样，所述解码DSP通过反正切运算得到所述两个旋转变压器

的角位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述解码DSP的A/D

通道采样过程包括：

(1)以相对于参考频率，即旋转变压器额定频率，的2K倍的频率对

经过输出信号调理电路的所述输出信号进行采样；

(2)使用数字滤波器对采样结果进行处理；

(3)抽取数字序列，对使用数字滤波器处理后的采样结果每2K个采

样值进行一次数据抽取。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述正弦激励信号

利用所述PWM信号脉宽调制输出加上模拟积分器来生成。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制DSP能够接收

解码DSP求得所述关节的电机角位置和关节角位置，并对所述关节的电机

进行控制，采用的控制方法为三闭环控制，包括位置环，速度环和电

流环；所述控制DSP被配置为执行以下步骤：

给定位置信号θ_r，检测实际转子位置信号θ_f，两者比较后得到位置

误差信号Δθ＝θ_r-θ_f，该位置误差信号经过位

置调节器PID调节后，输出转子转速给定信号ω_r；

实际转子转速信号经实际转子位置信号经过差分运算得到ω_f，指令转

子速度与实际速度比较后形成速度误差信号Δω＝ω_r-ω_f，速度误差信号