背靠背式感应同步器测角系统的研究

本课题提出一种背靠背式感应同步器测角系统方案，其采用两套普通形式的感应同步器及轴角转换系统，将主和从两个感应同步器转子锁定在不同的相对位置，可以获得多套误差曲线，基于对误差曲线的频谱分析及多次校准实现误差补偿算法。由于在任意位置能同时输出两套误差曲线互为校准，使其具有抗干扰能力强的突出优点，解决了单感应同步器结构在出现误差漂移情况下无法实时校正的先天缺陷，使测角系统的精度得到较大提高。另外通过采用部分元等效电路与有限元相结合的方法建立精确的误差电势模型、揭示误差规律，可为系统级的误差补偿算法提供理论基础。背靠背式感应同步器测角系统的目标精度为±0.2角秒，明显高于目前的单感应同步器结构测角系统的1角秒极限精度。随着对该种测角系统的深入分析研究，将进一步完善其误差理论及补偿算法理论，对于感应同步器测角系统的高精度探索具有重要的理论意义和应用价值。

感应同步器作为一种位置传感器，以其精度高、安装方便、稳定性好等诸多优良特性，在国防及民用领域中得到了广泛的应用。本课题提出一种背靠背式感应同步器测角系统方案，其采用两套普通形式的感应同步器及轴角转换系统，将主和从两个感应同步器转子锁定在不同的相对位置，可以获得多套误差曲线，基于对误差曲线的频谱分析及多次校准实现误差补偿算法。由于在任意位置能同时输出两套误差曲线互为校准，使其具有抗干扰能力强的突出优点，解决了单感应同步器结构在出现误差漂移情况下无法实时校正的先天缺陷，使测角系统的精度得到较大提高。. 输出电势的数学模型是分析感应同步器误差及进行绕组优化设计的理论基础。传统的数学模型未考虑激磁绕组邻近效应引起的电流分布不均对输出电势的影响，从而会在高频下带来较大的谐波电势计算误差。建立了基于部分元等效电路方法的输出电势数学模型，研究激磁绕组的电流分布特性，计算了激磁绕组在不同工作频率、不同结构参数下感应绕组的输出电势，分析其位置函数的谐波成分，并提出消除谐波电势的途径。最后通过实验验证了模型的准确性。. 本课题研究了一种定子齿数最少的新型结构磁阻式旋转变压器，对非对称齿磁阻式旋转变压器的工作原理、数值分析、结构优化、误差分析与实验测试等问题进行了研究。对以磁阻式旋变为粗通道的背靠背感应同步器测角系统的整体电路构建进行了研究。在前面理论设计的基础上，搭建了测角系统的测试平台，完成了对测试平台的调试，所制作的测试平台可以完成角度位置信息的采集、转换和显示功能，通过不同样机的实验验证了模型的准确性和补偿方法的有效性。. 背靠背式感应同步器测角系统的精度为±0.5角秒，明显高于目前的单感应同步器结构测角系统的1角秒极限精度。随着对该种测角系统的深入分析研究，将进一步完善其误差理论及补偿算法理论，对于感应同步器测角系统的高精度探索具有重要的理论意义和应用价值。