[发明专利]一种可实现在线自标定的时栅角位移传感器系统及方法

摘要

本发明公开了一种可以实现在线自标定的时栅角位移传感器系统及方法，传感器系统由特殊的定子和转子、精密可控激励电源，角度解算模块和在线自标定模块构成。系统在使用前按照一定的步骤将转子回转到一系列特殊位置，记录在各个特殊位置时传感器系统的示值并对示值进行数据处理后可以获取传感器的测量误差函数，从而实现传感器的初始自标定。在使用过程中，可再次启动自标定过程，系统将判断误差函数是否发生变化，误差函数一旦发生变化，系统将按照获取的误差函数重新实施标定，从而实现传感器的在线自标定。

主权项

一种可以实现在线自标定的时栅角位移传感器系统，其特征在于：该系统包括定子和转子，精密可控激励电源，角度解算模块和在线自标定模块；所述定子，具有双绕组，即第一激励绕组和第二激励绕组；定子槽数选为N，N为正整数，且是4和6的公倍数；第一激励绕组采用3相绕组方式，其对极数为M，M=N/6；第二激励绕组采用2相绕组方式，其对极数为K，K=N/4；所述转子，同样具有双绕组，即第一感应绕组和第二感应绕组；转子槽数也选为N，以任意一槽开始，将N个槽分别编号为0,1，…，N‑2，N‑1；第一感应绕组绕制在编号为0,3,…，3i，…，N‑3的各槽内，第二感应绕组绕制在编号为0,2,…，2i，…，N‑2的各槽内，其中i取为0和正整数；所述精密可控激励电源，由分时控制电路和两个时栅角位移传感器激励电源组成；其中一个激励电源采用3相形式，施加在第一激励绕组上；另一个激励电源采用2相形式，施加在第二激励绕组上；分时控制电路实时获取角度解算模块的角度测量值，并根据在线自标定模块的自标定步骤需要，发出控制信号，分别控制连接第一激励电源和第一激励绕组的K1电子开关以及连接第二激励电源和第二激励绕组的K2电子开关的闭合和断开状态，实现对两个激励电源与两个激励绕组通断的控制；所述角度解算模块，包括第一角度解算子模块和第二角度解算子模块；第一角度解算子模块与第一感应绕组连接，用于接收转子第一感应绕组产生的感应信号，并将其解算成角度测量值；第二角度解算子模块与第二感应绕组连接，用于接收第二感应绕组产生的感应信号，并将其解算成角度测量值。所述在线自标定模块通过存储单元接收角度解算单元的角度测量值，在标定过程中从角度测量模块送入的测量值中选取一系列特殊测量值，组成测量值序列{Ai}和{Bi}，将{Ai}和{Bi}逐项相减得到一个差值序列{Ci}；对{Ci}进行离散傅里叶变换，得到其对应的幅值谱{Ami}和相位谱{Pi}，从而根据幅值谱{Ami}和相位谱{Pi}重构传感器测量误差函数，获取传感器的测量误差函数，实现传感器的在线自标定。