基于自整角机数字转换器SDC1742的轴角检测电路设计

摘要:本文介绍了高精度自整角机数字转换器SDC1742模块的主要特点和工作原理,并给出了该模块在轴角检测电路中的软硬件设计,实现了将三相模拟信号转换成数字信号的功能。

关键词:数字转换器SDC1742 检测自整角机

自整角机是一种能对角位移或角速度的偏差自动整步的感应式控制电机,自整角机被广泛应用于随动控制系统中。自整角机数字转换器(又称为同步机数字转换器,Synchro Digital Converter,SDC)用于将自整角机发出的对应于旋转角度或角速度的模拟电压信号转换成数字信号输出。SDC专用芯片的产生,改变了自整角机的应用形式。SDC专用芯片产生之前,需要两台自整角机配合使用,然后输出与自整角机失调角对应的电压。SDC专用芯片产生之后,只需要一台自整角机。自整角机的励磁绕组的引线、三相整步绕组的引线都直接接入SDC专用芯片,该芯片就会输出偏离电气零位的角度的数字信息。

1 工作原理及引脚功能

SDC1742是一款混合式12位连续跟踪自整角机数字转换器。在这款混合器件的内核中,转换过程由基于ADI专有BiMOS II工艺制成的一个单芯片IC完成,在同一芯片中有机地结合了CMOS逻辑和双极性高精度线性电路的优势。通过内部隔离微变压器实现信号与基准电压输入之间的真正隔离。12位数字字采用三态数字形式,由2个字节

旋转变压器基础知识

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度 --数字转换装置中。按输出电压与转子转角间的函数关系，我所目前主要生产以下三大类旋转变压器： 1. 正--余弦旋转变压器(XZ )----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。 2. 线性旋转变压器(XX )、( XDX ----其输出电压与转子转角成线性函数关系。线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种，前者(XX )实际上也是正--余弦旋转变压器，不同的是采用了特定的变比和接线方式。后者( XDX 称单绕组线性旋转变压器。变化的交变电压信号。应电势的幅值，便可间接地得到转子相对于定子的位置，即角的大小。以上是两极绕组式旋转变压器的基本工作原理，在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素, 常采用四极绕组式旋转变压器。这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。 1. 鉴相式工作方式鉴相式工作方式是一种根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式。如图4-4所示，定子绕组和转子绕组均由两个匝数相等互相垂直的绕组组成。图中SS 2为定子主绕组，K 1K 2 为定子辅助绕组。当 S 1S 2 和 K 1K 2中分别通以交变激磁电压时 V s = V m Cos t (4 3);V = V sin t (4—4)4) t (4 3);V s =V m Sin t (4 4) 根据线性叠加原理，可在转子绕组感应电势 V BS 和V BK 之和，即比例式旋转变压器(XL ) ----其输出电压与转角成比例关系。二、旋转变压器的工作原理由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合， 3. 原理图。图中Z 为阻抗。设加在定子绕组 (旋转一周)之间空气间隙内磁通分布符合正弦规律，因此, 转子绕组便产生感应电势。图 4-3为两极旋转变压器电气工作的激磁电压为 V S 《sin t 图4-3两极旋转变压器根据电磁学原理，转子绕组 B 1B 2 V B KV s sin KV m sin sin t 式中K ――旋转变压器的变化; (4 — 1) 中的感应电势则为 4— 2) (4— 2) V m — V s 的幅值； ――转子的转角，当转子和定子的磁轴垂直时, 安装在机床丝杠上，定子安装在机床底座上，则的角度，它间接反映了机床工作台的位移。 =0。如果转子角代表的是丝杠转过由式(4 — 2)可知，转子绕组中的感应电势 V B 为以角速度3随时间 t 其幅值 KV m sin 随转子和定子的相对角位移以正弦函数变化。因此，只要测量出转子绕组中的感 (4— 4) Bl B 2 中得到感应电势 V s 和 V k 在 Bl B 2 中产生

低压电器及其控制设计实验指导书

目录 D Z SZ-1型电机及电气技术实验装置受试电机铭牌数据一览表......... II D Z SZ-1型电机及自动控制实验装置简介 (1) 三相异步电动机点动和自锁控制线路设计及三相异步电动机的正反转控制线路设计 (4)

D Z SZ-1型电机及电气技术实验装置受试电机铭牌数据一览表

DZSZ-1型电机及自动控制实验装置简介《电力拖动自动控制系统》、《电机控制》是电器工程及自动化、自动化等专业重要的专业课。DZSZ-1型电机及自动控制实验装置采用组件挂箱式结构，可根据不同实验内容进行组合，结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，可满足《电机控制》、《直流调速系统》、《交流调速系统》等课程的实验教学。一．系统配置的组件 1.DZ01 电源控制屏 2.DZ02实验桌 3.DZ03电机导轨、测速发电机及转速表 4.DZ04直流电压、电流表 5.DD05测功支架、测功盘及弹簧秤 6.DJ11三相组式变压器 7.DJ13直流复励发电机 8.DJ14直流串励电动机 9.DJ15直流并励电动机 10.DJ16三相鼠笼式异步电动机 11.DJ17三相绕线式异步电动机 12.DJ17－1绕线式异步电机起动与调速电阻箱 13.DJ20单相电容运转异步电动机 14.DJ21单相电阻起动异步电动机 15.DJ23校正过的直流测功机 16.DJ24三相鼠笼式异步电动机 17.D31直流数字电压、毫安、安培表（三只） 18.D32交流电流表（三只） 19.D33交流电压表（三只） 20.D34-3单、三相智能功率及功率因数表 21.D41三相可调电阻器（90欧×2，1.3A） 22.D42三相可调电阻器（900欧×2，0.41A） 23.D43三相可调电抗器 24.D45-1测功专用电阻、电容器 25.D51波形测试及开关板

轴角位置数模转换器RDC设计原理

1 概述轴角位置模数转换器（Resolver-Digital-Converter, RDC）是一个低成本具有12位分辨率的单片跟踪式轴角位置模数转换器主要应用有，马达控制、机床控制、机器人控制、过程控制、动力转向控制、集成启动/发电控制及电动车动力驱动控制 1.1I/O接口 Input: 差分模拟输入 sin/sinlo. Cos/coslo. Output:1）绝对位置和速度输出：并行和串行12-位数据增量编码器仿真输出（1024脉冲/转）可编程正旋振荡器输出（DDS） 1.2主要技术指标 1000RPS最大跟踪速率，12为分辨率可编程正旋振荡器输出（10、12、15、20KHz) 角度跟踪精度可达22角分小尺寸：44脚- LQFP封装图中线圈A与线圈B互相垂直。如果将线圈C输入正弦电压，并旋转线圈C，那么在线圈A与线圈B中将感应出两个电压， V A = KE C Sin θ V B = KE C Cos θ where E C = E I Sinωt; K是旋转变压器的变比 So that V A = K E I Sinωt Sin θ (SIN) V B = K E I Sinωt Cos θ (COS)

用MATLAB的SIMULIK模块构造出两信号的波形如下图所示意图2：调制后的高频SIN/COS波形图

如果我们用 Va 乘以Cos φ，Vb 乘以Sin φ，并将它们在一个减误差放大器中相减，从而产生= K E I Sin ωt Sin θ Cos φ ? K E I Sin ωt Cos θ Sin φ 生角φ，使Ve 变成0。基本上，我们会设计一个电路，此图4：系统的设计框图了实现输入信号的幅值匹配调整以及高频滤波。见下图： V E = K E I Sin ωt Sin (θ ?φ ) 我们会设计一个电路来产电路是一个带有相位感应检测器、积分器及电压控制型振荡器的闭环系统，它使Sin (θ ?φ )趋向于零。其数字输出，在一定的精确度上，与旋转变压器轴的夹角大致相同。图4是轴角位置模数转换器的框图。 1.4 几个主要电路的实现输入buffer 电路：目的：为5：对应的PSPICE 仿真波形如图6 图5：输入BUFFER 电路

旋转变压器基础知识

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度--数字转换装置中。按输出电压与转子转角间的函数关系，我所目前主要生产以下三大类旋转变压器： 1. 正--余弦旋转变压器（XZ ）----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。 2. 线性旋转变压器（XX ）、（XDX ）----其输出电压与转子转角成线性函数关系。线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种，前者（XX ）实际上也是正--余弦旋转变压器，不同的是采用了特定的变比和接线方式。后者（XDX ）称单绕组线性旋转变压器。 3. 比例式旋转变压器（XL ）----其输出电压与转角成比例关系。二、旋转变压器的工作原理由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子(旋转一周)之间空气间隙内磁通分布符合正弦规律，因此，当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组便产生感应电势。图4－3为两极旋转变压器电气工作原理图。图中Z 为阻抗。设加在定子绕组的激磁电压为 sin ω=- S m V V t （4—1）图 4-3 两极旋转变压器根据电磁学原理，转子绕组12B B 中的感应电势则为 sin sin sin θθω== （4－2）B s m V KV KV t （4—2）式中K ——旋转变压器的变化；—的幅值m s V V ； θ——转子的转角，当转子和定子的磁轴垂直时，θ=0。如果转子安装在机床丝杠上，定子安装在机床底座上，则θ角代表的是丝杠转过的角度，它间接反映了机床工作台的位移。由式(4－2)可知，转子绕组中的感应电势 B V 为以角速度ω随时间t 变化的交变电压信号。其幅值 sin θm KV 随转子和定子的相对角位移θ以正弦函数变化。因此，只要测量出转子绕组中的感应电势的幅值，便可间接地得到转子相对于定子的位置，即θ角的大小。以上是两极绕组式旋转变压器的基本工作原理，在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素，常采用四极绕组式旋转变压器。这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。 1．鉴相式工作方式鉴相式工作方式是一种根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式。如图4-4所示，定子绕组和转子绕组均由两个匝数相等互相垂直的绕组组成。图中12S S 为定子主绕组，12 K K 为定子辅助绕组。当12S S 和12K K 中分别通以交变激磁电压时 s m V V cos (43);V V sin (44)ωω--＝＝ t t （4—3） s m (43);V V sin (44)ω-- ＝ t t （4—4）根据线性叠加原理，可在转子绕组12B B 中得到感应电势B V ，其值为激磁电压s V 和k V 在12B B 中产生感应电势BS V 和BK V 之和，即

自整角机的工作原理

自整角机的工作原理 1 控制式自整角机的工作原理控制式自整角机的工作原理可以由左图来说明。图中由结构、参数均相同的两台自整角机构成自整角机组。一台用来发送转角信号，它的励磁绕组接到单相交流电源上，称为自整角发送机，用ZKF表示。另一台用来接收转角信号并将转角信号转换成励磁绕组中的感应电动势输出，称之为自整角接收机，用ZKJ表示。两台自整角机定子中的整步绕组均接成星形，三对相序相同的相绕组分别接成回路。图7-31 控制式自整角机工作原理图在自整角发送机的励磁绕组中通入单相交流电流时，两台自整角机的气隙中都将产生脉振磁场，其大小随时间按余弦规律变化。脉振磁场使自整角发送机整步绕组的各相绕组生成时间上同相位的感应电动势，电动势的大小取决于整步绕组中各相绕组的轴线与励磁绕组轴线之间的相对位置。当整步绕组中的某一相绕组轴线与励磁绕组轴线重合时，该相绕组中的感应电动势为最大值，用EFm表示电动势的最大值。设发送机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线的夹角为θJ，接收机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线的夹角为θF ，如图上图所示。发送机整步绕组中各相绕组的感应电动势有效值为可以证明：接收机励磁绕组的合成电动势，即输出电动势E0为式中E0m ——最大输出电动势有效值

从上式看出，失调角=0 时，接收机的输出电动势为最大而不是零，且与失调角有余弦关系的输出电动势不能反映发送机转子的偏转方向，故很不实用。实际的控制式自整角机是将接收机转子绕组轴线与发送机转子绕组轴线垂直时的位置作为计算的起始位置。此时，输出电动势表示为由于接收机转子不能转动，即是恒定的。控制式自整角机的输出电动势的大小反映了发送机转子的偏转角度，输出电动势的极性反映了发送机转子的偏转方向，从而实现了将转角转换成电信号。 2力矩式自整角机的工作原理力矩式自整角机的工作原理可以由左图来说明。图中由结构、参数均相同的两台自整角机构成自整角机组，一台用来发送转角信号，称自整角发送机，用ZLF 表示；另一台用来接收转角信号，称为自整角接收机，用ZLJ表示。两台自整角机中的整步绕组均接成星形，三对相序相同的相绕组分别连接成回路。两台自整角机转子中的励磁绕组接在同一个单相交流电源上。图7-35 力矩式自整角机接线图及磁动势图在励磁绕组中通入单相交流电流时，两台自整角机的气隙中都将生成脉振磁场，其大小随时间按余弦规律变化。脉振磁场使整步绕组的各相绕组生成时间上同相位的感应电动势，电动势的大小取决于整步绕组中各相绕组的轴线与励磁绕组轴线之间的相对位置。当整步绕组中的某一相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线重合时，该相绕组中的感应电动势为最大，用Em表示电动势的最大值。设发送机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线的夹角为 F ，

电机设备THDSZ-1使用说明讲解

DDSZ-1型电机及电气技术实验装置一、概述 “DDSZ-1型电机及电气技术实验装置”是由本企业设计的新颖综合性的实验装置，它针对目前我国高等院校“电机学”、“电机与拖动”、“微特电机”、“电机控制”、“继电接触控制”、“可编程控制器技术”及“工厂电气控制”等课程实验大纲的要求，能开设上述课程的相关实验。本实验装置特别适用于高等院校现有的电机、电气技术实验设备的更新改造，为中等专业学校、职业技术学院等新建或扩建实验室，迅速开设实验课提供了理想的实验设备，同时也为教师或研究生开发新的实验或进行科学研究提供了良好的硬件条件。二、特点 1．综合性强本装置综合了目前国内各类院校电机及电气类课程的全部实验项目。 2．适应性强能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。 3．整套性强从仪器仪表、专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线等均配套齐全，配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配置。 4．直观性强各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确，操作、维护方便。 5．科学性强装置占地面积少，节约实验用房，减少基建投资；配套的小电机均经特殊设计，可模拟中小型电机的特性和参数；小电机耗电少，节约能源；实验噪声小，整齐美观，改善实验环境；电气控制实验，内容丰富，设计合理，除了巩固与加深理论知识外，还为学生走向社会打下良好的基础；测量仪表采用指针式（带超量程告警等）、数模双显、数字式、智能化及人机对话等相结合，密切结合教学实验需要进行配置，使装置测量手段现代化；设有定时器兼报警记录仪，为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。 6．开放性强控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能，整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及精致的工艺，产品性能优良，所有这些均为开放性实验创造了条件，有利于提高学生分析和解决问题的能力。三、技术性能 1.输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz 2.工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m 3.装置容量：＜1.5kVA 4.重量： 480kg 5.外形尺寸：187cm×73cm×160cm 四、实验项目 1.直流电机实验 (1)认识实验 (2)直流发电机 (3)直流并励电动机 (4)直流串励电动机 (5)并励电动机转动惯量测试 2.变压器实验 (1)单相变压器 (2)三相变压器(3)三相变压器的联接组和不对称短路 (4)三相三绕组变压器

精密旋变数字转换器测量角位置和速度

精密旋变数字转换器测量角位置和速度作者：Jakub Szymczak、Shane O’Meara、Johnny S. Gealon和Christopher Nelson De La Rama 简介旋变器和机电传感器可用来精确测量角位置，以可变耦合变压器的方式工作，其初级绕组和两个次级绕组之间的磁耦合量根据旋转部件（转子）位置而改变；转子通常安装在电机轴上。旋变器可部署在工业电机控制、伺服器、机器人、混合动力和全电动汽车中的动力系统单元以及要求提供精确轴旋转的其他许多应用中。旋变器在这些应用中可以长期耐受严苛条件，是恶劣环境下军用系统的完美选择。标准旋变器的初级绕组位于转子上，两个次级绕组位于定子上。而另一方面，可变磁阻旋变器的转子上无绕组，其初级和次级绕组均在定子上，但转子的凸极（裸露极点）将次级正弦变化耦合至角位置。图1显示经典和可变磁阻旋变器。图1. 经典旋变器与可变磁阻旋变器如等式1所示，当正弦信号激励初级绕组R1 – R2时，在次级绕组上会产生一个感应信号。耦合至次级绕组的信号大小与相对于定子的转子位置成函数关系，其衰减系数称为旋变器转换比。由于次级绕组机械错位90°，两路正弦输出信号彼此间的相位相差90°。旋变器输入和输出电压之间的关系如等式2和等式3所示。等式2为正弦信号，等式3为余弦信号。 (1) (2) (3) 其中，θ是轴角，ω是激励信号频率，E0是激励信号幅度，T 是旋变器转换比。两路输出信号由轴角的正弦和余弦信号调制。激励信号以及正弦和余弦输出信号的图示如图2所示。正弦信号在90°和270°时具有最大幅度，余弦信号在0°和180°时具有最大幅度。图2. 旋变器电气信号示意图旋变器传感器有一组独特的参数，在设计时应予以考虑。最重要的电气参数以及相关的典型规格汇总在表1中。表1. 旋变器关键参数电气参数典型范围单位说明输入电压3–7 V rms 建议施加在旋变器初级绕组R1 – R2的激励信号幅度输入频率50–20,000 Hz 建议施加在旋变器初级绕组R1 – R2的激励信号频率转换比0.2–1.0 V/V 初级和次级绕组信号幅度比输入阻抗100–500 ?旋变器输入阻抗相移±25 度施加在初级绕组(R1 – R2)上的激励信号和次级绕组(S3 – S1, S2 – S4)上的正弦/余弦信号之间的相移极点对1–3 每次机械旋转的电气旋转数

DDSZ1实验指导书

Tianhuang Teaching Apparatuses 天煌教仪电机系列实验 DDSZ－1型电机及电气技术实验装置Motor And Electric Technique Experimental Equipment 实验指导书天煌教仪浙江天煌科技实业有限公司

DDSZ-1型电机及电气技术实验装置受试电机铭牌数据一览表

DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。开启三相交流电源的步骤为： 1）开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。 2）检查无误后开启“电源总开关”，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。 3）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W及N上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U、V、W和N输出端的线电压。 4）实验中如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。开启直流电机电源的操作： 1）直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。 2）在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为220V、0.5A不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40～230V、3A可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。 3）“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。 4）电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常值（约240V以下），再按“过压复位”按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即负载电阻过

控制式自整角机

控制式自整角机一、实验目的 1、通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数 2、掌握控制式自整角机的工作原理和运行特性二、预习要点 1、控制式自整角机的工作原理和运行特性 2、控制式自整角机的主要技术指标三、实验项目 1、测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ） 2、测定比电压Uθ和零位电压U0 四、实验方法 1、测定控制式自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ）（1）按图7-8接线。发送机加额定电压，旋转发送机刻度盘至0o位置并固紧。（2）用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，接在L1′、L2′两端的数字电压表就有相应读数，找到输出电压为最小值的位置，即为起始零点。（3）然后，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，在指针每转过10 o时测量一次自整角变压器的输出电压U2。测取各点U2及θ值并记录于表7-16中。 2、测定比电压Uθ 比电压是指自整角变压器在失调角为1o时的输出电压，单位为v/deg。在刚才测定控制式自整角变压器输出电压与失调角关系的实验时，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，使指针转过起始零点5 o，在这位置记录自整角变压器的输出电压U2值，计算失调角为1 o时的输出电压。

图7-8 控制式自整角机实验接线图 3、测定零位电压U 0 1）按图7-9接线。调压器输出电压为最小位置，绕组T 2′、T 3′两端点短接。 2）合上交流电源，缓慢调节调压器使输出电压为49V ，并保持不变。 3）用手缓慢旋转指针圆盘，找出控制式自整角机输出电压为最小的位置，即为基准电气零位。指针转过180 o ，仍找出零位电压位置。 4）同样方法，改接绕组（使T 1′、T 3′短接，T 1′、T 2′短接），找出零位电压位置，测量六个位置的零位电压值并记录于表7-17中。图7-9 测定控制式自整角机零位电压接线图 V L '2L ' 1

初稿双速轴角数字转换器粗精组合系统的硬件实现

卢艳窦志源文绍光双速轴角数字转换器粗精组合系统的硬件实现新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统双速轴角数字转换器粗精系统的纠错电路（确定名称！）摘要：本发明是专门针对双速轴角数字转换器粗精组合系统，采用纯硬件电路实现编码纠错的一种简洁，快速，准确的方法，其特征在于，双速旋变变压器直接输入到粗精轴角数字转换器（RDC）中,分别得到粗精数据，将粗精数据通过速比组合在一起时，通过纠错电路实现粗精数据的纠错，再与精数据组合通过三态锁存构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出。粗精组合时的纠错问题是双速轴角数字转换器粗精组合系统的一个关键问题。纠错电路通过数字电路实现粗精数据的纠错，再与精数据组合通过三态锁存构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，使能控制端控制有效位数据输出的输出状态。

权利要求书 1.一种新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，包括双速旋变变压器，粗、精轴角数字转换器，三态锁存器，其特征在于：它还包括纠错电路；所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统的信号传递过程：所述双速旋变变压器直接输入到粗、精轴角数字转换器中,分别得到粗、精数据，将该粗、精数据通过速比组合在一起后，通过所述纠错电路实现粗、精数据的纠错，该被纠错的粗、精数据再与所述精数据组合通过所述三态锁存器构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，所述速比的传速比为：2n，n为所述粗、精数据的位数，为正整数（？？）。

2.如权利要求1所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，其特征在于：所述粗轴角数字转换器输出粗数据的位数必须大于n+2位，2n为传速比，精轴角数字转换器输出粗数据（？？）的位数为要求整体双速轴角数字转换器粗精组合系统的输出位数减去n位。 3.如权利要求1所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，其特征在于：所述的纠错电路由六输入反相器、双四输入或非门、n位全加器组成；纠错处理的过程为：所述粗数据的第n+1位 C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过六输入反相器中的四个反相器得到粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号；所述粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号和精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过双四输入或非门中的一个或非门，得到+1信号；所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号，通过双四输入或非门中的另一个或非门，得到-1信号；所述的+1信号接入n位全加器的输入进位端，实现对粗数据的+1操作，所述的-1信号接入n位加法器，与n位粗数据的每一位进行全加，实现对粗数据的-1操作，最后得到n位数据为双速轴角数字转换器粗精组合系统高n位数据，实现对粗精数据的纠错处理。所述速比的传速比为

自整角机实验

力矩式自整角机实验自整角机是一种对角位移或角速度的偏差有自整步能力的控制电机，他广泛用于显示装置和随动系统中，使机械上互不相连的两根或多根转轴能自动保持相同的转角变化或同步旋转，在系统中通常是两台或多台自整角机组合使用。产生信号的一方称发送机，接收信号的一方称为接收机。使用说明 1、自整角机技术参数发送机型号BD-404A-2 接收机型号BS-404A 激磁电压220V±5% 激磁电流0.2A 次级电压49V 频率50H Z 2、发送机的刻度盘及接收机的指针调准在特定位置的方法旋松电机轴头螺母，拧紧电机后轴头，旋转刻度盘（或手拨指针圆盘）至某要求的刻度值位置，保持该电机转轴位置并旋紧轴头螺母。 3、接线柱的使用方法本装置将自整角机的五个输出端分别与接线柱对应相连，激磁绕组用L1、L2（L1′、L2′）表示；次级绕组用T1、T2、T3、（T1′、T2′、T3′）表示。使用时根据实验接线图要求用手枪插头线分别和接线柱连接，即可完成实验要求。（注：电源线、连接导线出厂配套）。 4、发送机的刻度盘上边和接收机的指针两端均有20小格的刻度线，每一小格为3′，转角按游标尺方法读数。 5、接收机的指针圆盘直径为4cm，测量静态整步转矩=砝码重力×圆盘半径=砝码重力×2cm。 6、将固紧滚花螺钉拧松后，便可用手柄轻巧旋转发送机的刻度盘（不允许用力向外拉，以防轴头变形）。如需固定刻度盘在某刻度值位置不动，可用手旋紧滚花螺钉。 7、需吊砝码实验时，将串有砝码勾的另一线端固定在指针小圆盘的小孔上，将线绕过小圆盘上边凹槽，在砝码勾上吊砝码即可。 8、每套自整角机实验装置中的发送机、接收机均应配套，按同一编号配套。 9、自整角机变压器用力矩式自整角接收机代用。 10、需要测试激磁绕组的信号，在该部件的电源插座上插上激磁绕组测试线即可。

自整角机伺服系统的设计与仿真

四川师范大学本科毕业设计伺服系统的设计与仿真学生姓名叶峻嘉院系名称工学院专业名称电子工程及其自动化班级2008 级 2 班学号2008180243 指导教师杨楠完成时间2012年 5 月 15 日

伺服系统的设计与仿真姓名：叶峻嘉指导教师：杨楠内容摘要：伺服广义上是指用来控制被控对象的某种状态或某个过程，使其输出量能自动地、连续地、精确地复现或跟踪输入量的变化规律。其控制行为的主要特征表现为输出“服从”输入，输出“跟随”输入（为此伺服系统也叫做随动系统）。本设计选择以自整角机为检测元件的伺服系统为具体研究对象。系统包括以下几个环节：自整角机、相敏整流器、可逆功率放大器、执行机构及减速器。基于上述模型，本文通过具体实例分析了系统的稳定性、动态性能，并对系统的误差进行了简单分析，指出各种误差来源并写出具体表达式和数学关系，并针对性地提出了有效校正方案并采用串联校正装置进行仿真分析，结果表明校正后的系统总体工作稳定可靠，指标满足设计要求。关键词：MATLAB 自整角机伺服系统动态性能仿真分析

Design and simulation of the servo system Abstract：Servo broadly refers to the variation used to control the controlled object in a state or a process, so that output can automatically,continuously and accurately reproduce or track the variation of the input.The main features of the control behavior for the output "obey" input and output follow theinput (this servo system is also called servo systems).This design choice selsyn for the detection of components for the specific object of study to servo system. The system consists of the following links: synchro, the phase-sensitive rectifier, reversible power amplifier, implementing agencies and reducer. Based on the above model, through concrete examples and analysis ofsystem stability,dynamic performance, and system errors, a simple analysis, pointing outthe various sources of error and write specific expression and mathematical relationships, and puts forward effective correction programs and using the regulatorto simulate and analyze the results show that the overall system stable and reliableindicators to meet the design requirements. Keywords: MATLAB Synchro Servo System Dynamic Correction SimulationAnalysis

力矩式自整角机

实验报告课程名称：控制电机实验项目：力矩式自整角机实验地点：电机馆一层电机实验室专业班级：学号：学生姓名：指导教师：王淑红 2013年04 月25 日

一、实验目的和要求 1、了解力矩式自整角机精度和特性的测定方法。 2、掌控力矩式自整角机系统的工作原理和应用知识。二、实验内容 1、测定力矩式自整角机静态整步转矩与失调角的关系 ) (θf T =2、测定力矩式自整角机的静态误差jt θ? 3、测定力矩式自整角机的比整步转矩θT 三、主要仪器设备四、操作方法与实验步骤 1、测定力矩式自整角机静态整步转矩与失调角的关系)(θf T = （1）确保断电情况下，按图1-3接线。（2）将发送机和接收机的励磁绕组加额定激磁电压220V ，待稳定后，发送机和接收机均调整到0o 位置。固紧发送机刻度盘在该位置。（3）在接收机的指针圆盘上吊砝码，记录砝码重量以及接收机转轴

偏转角度。在偏转角从零至90o 之间取7~9组数据并记录于表1-4中。 2、测定力矩式自整角机的静态误差jt ?? （1）接线图仍按图1-3. （2）发送机和接收机的励磁绕组加额定电压220V ，发送机的刻度盘不固紧，并将发送机和接收机均调整到0o 位置。（3）缓慢旋转发送机刻盘，每转过20o ，读取接收机实际转过的角度并记录于表1-20中。 3、测定力矩式自整角机的比整步转矩θT （1）比整步转矩是指在力矩式自整角机系统中，在协调位置附近，单位失调角所产生的整步转矩称为力矩式自整角机的比整步转矩。（2）测定接收机的比整步转矩时，可按图1-3接线，T2’、T3’用导线短接，在励磁绕组L1-L2两端上施加电压，在指针圆盘加砝码，使指针偏转5o 左右，测得比整步转矩。（3）实验在正、反两个方向各测一次，两次测两的平均值应符合标准规定。将数据记录于表1-6中。

化工仪表及自动化实验

化工仪表及自动化实验化工仪表及自动化实验主编: 何京敏中国矿业大学化工学院过程装备与控制工程实验室二零一零年十一月

目录实验一化工仪表认识实验 (3) 实验二DCS认识实验 (5) 实验三、单容水箱液位PID整定实验 (9) 附录：实验二“天塔之光”参考程序 (12)

实验一化工仪表认识实验实验项目性质：演示性实验计划学时：2 一、实验原理化工仪表通称为工业自动化仪表或过程检测控制仪表，用于化工过程控制。是对化工过程工艺参数实现检测和控制的自动化技术工具，能够准确而及时地检测出各种工艺参数的变化，并控制其中的主要参数，保持在给定的数值或规律，从而有效地进行生产操作和实现生产过程自动化。化工仪表按功能可分为检测仪表、在线分析仪表和控制仪表。①检测仪表，或称化工测量仪表。用以检测、记录和显示化工过程参数的变化，实现对生产过程的监视和向控制系统提供信息。如温度、压力、流量和液位等。②在线分析仪表，主要用以检测、记录和显示化工过程特性参数（如浓度、酸度、密度等）和组分的变化，是监视和控制生产过程的直接信息。③控制仪表（又称控制器或调节仪表），用以按一定精度将化工过程参数保持在规定范围之内，或使参数按一定规律变化，从而实现对生产过程的控制。化工仪表从过去单参数检测发展到综合控制系统装置，从模拟式仪表发展到数字式、计算机式的智能化仪表。仪表基础元器件正在向高精度、高灵敏度、高稳定性、大功率、低噪音、耐高温、耐腐蚀、长寿命、小型化、微型化方向发展。仪表的结构向模件化、灵巧化等方向发展；正在加强红外、激光、光导纤维、微波、热辐射、晶体超声、振弦、核磁共振、流体动力等多种新技术、新材料和新工艺向检测及传感器领域的渗透。以应用微型计算机技术为核心，以现代控制理论和信息论为指导，与各种新兴技术如半导体、光导纤维、激光、生化、超导及新材料等相结合，将使化工仪表进入多学科发展的新阶段。一、实验目的 1．初步了解《化工仪表及自动化》课程所研究的各种常用的结构、类型、特点及应用。 2．了解常用传感器的结构特点及应用。 3．了解常用智能仪表的结构特点及应用。 4．了解常用电动调节阀的结构特点及应用。 5．增强对化工仪表的结构及化工过程控制的感性认识。二、实验设备 AE2000A高级过程控制实验装置、常用传感器及仪表。三、实验方法学生们通过对实验指导书的学习及“实验装置”中的各种仪表的展示，实验教学人员的介绍，答疑及同学的观察去认识化工常用仪表的基本结构和原理，使理论与实际对应起来，从而增强同学对化工仪表的感性认识。并通过展示的传感器与变送、控制仪表和和执行机构等，使学生们清楚知道化工过程控制的基本组成要素—化工仪表。

使用HMC5883L-3轴数字罗盘传感器计算航向角

使用HMC5883L -3轴数字罗盘传感器计算航向角 ——中北大学：马政贵图1 HMC5883L 的电路图 HMC5883L -3轴数字罗盘采用IIC 总线接口，内含12位AD 转换器，能在8Ga 的磁场中实现5mGa 的分辨率。 1. HMC5883L 的初始化： HMC5883L 的磁场默认测量范围为 1.3Ga ，由于地磁场强度大约是0.5-0.6Ga ，故使用默认的量程即可，此外还需进行采样平均数、数据输出速率、测量模式的初始化配置即可。 /******************************************************************************* 功能：对HMC5883L 进行初始化参数：无返回值：无 *******************************************************************************/ void HMC5883_Init(void) { HMC_GPIO_Config(); //GPIO 配置 HMC_I2C_Write(0x00,0x78); //（配置寄存器A ）采样平均数8；数据输出速率75Hz ；正常测量配置模式 HMC_I2C_Write(0x02,0x00); //（模式寄存器）连续测量模式 } 备注：void HMC_I2C_Write(u8 address,u8 data)为寄存器写入函数，第一个参数 address ±±

为要写入的寄存器地址，第二个参数data 为要写入寄存器的值。 2. HMC5883L 自测： HMC5883L -3轴数字罗盘内含自测模式。 HMC_I2C_Write(0x00,0x79); //（配置寄存器A ）采样平均数8；数据输出速率75Hz ；正偏压自测模式 HMC_I2C_Write(0x02,0x01); //（模式寄存器）单一测量模式通过将配置寄存器A 的最低位（MS1和MS0）从00更改为01，然后再配置为单一测量模式，即可进入自测模式。自测模式下会在内部创建一个标准的自测磁场，从而支持传感器的比例因子校准。标准磁场的理论值与实际测量值的比值，即可得出传感器的比例因子： calibration[0] = fabs(951.0 / Compass_Data[0]); calibration[1] = fabs(951.0 / Compass_Data[1]); calibration[2] = fabs(886.0 / Compass_Data[2]); 其中，calibration[n]为比例因子，Compass_Data[n]为罗盘的原始数据，951是自测模式下在X 、Y 轴的标准输出值，886是自测模式下在Z 轴的标准输出值。 3. HMC5883L 的硬磁失真校正及倾角补偿： HMC5883L -3轴数字罗盘在工作过程中，由于不可避免的受周围电磁场的干扰，如电路走线、其他电子器件工作时的电磁干扰等，从而造成罗盘XYZ 轴测得的地磁场强度发生不同程度的偏移变形。一般我们将干扰的影响分为硬磁失真和软磁失真两类，从影响效果上来看，硬磁失真会造成磁场输出曲线图的圆心偏移，而软磁失真会把理论上为圆形的地磁场拉伸为椭圆。前期的标定过程中，只对硬磁失真进行了校正，通过分别绕每个轴旋转360°，求另外两个轴的最大值和最小值的和的平均值作为零点偏移量，从而使圆心回到原点: offset[n] = -(max[n]+min[n])/2; // calculate offsets MagVec[n] = (Compass_Data[n]*calibration[n]+offset[n]); 其中，offset[n]为零点偏移量，MagVec[n]为最终用于计算的罗盘数据。图2 电子罗盘三维数学模型此外，由于罗盘不是一直处于水平位置，因此需要使用姿态角（横滚角和俯仰角）对罗盘进行倾角补偿，根据矢量三角形，有: Head_X = Head_X*cos(pitch)+Head_Y*sin(roll)*sin(pitch)-Head_Z*cos(roll)*sin(pitch); Head_Y = Head_Y*cos(roll)+Head_Z*sin(roll); 4. 航向角计算：可使用反三角函数atanf()进行航向角度的计算，需要注意的是，因为角度的4个象限（atanf()返回值为），为了使航向角的范围为0~360°，需要进行不同象限下的相应转换处理。 ±2/π

液压舵机操作实验

实验三液压舵机的操作实验一、实验内容 1、液压舵机遥控系统操舵试验与调整。 2. 电子式随动操舵系统操舵实验。二、实验要求通过实验，熟悉典型液压航机及遥控系统的组成和工作原理，掌握操舵方法。三、实验设备 YD100 －1.6 / 28型液压舵机1套 D D1型电子随动操舵仪1台（一）YD100 － 1.6 / 28型液压舵机该舵机由广西梧州华南船舶机械厂制造。现装于辅机实验室内。其主要技术数据如下：型号：Y D100－ 1.6／ 2 8 公称力矩： 1.6 t m（15.6 KN.M）转舵时间：28 sec 最大转角正负35度工作压力：100 kg／cm2 （9.81MPa）安全阀调整压力：110kg／cm2 (10.8MPa) 电动机型号：JO2H－12－4（Y80L2一4）电动机功率：0.8 kW 电动机转速: 1500 r.p.m．电动机电压。380 V 油泵型号；10 SCYI4一1 油泵排量；10 m L／r 最大工作压力：320 kg／cm2(31.4MPa) 电磁阀型号: 34 E 1M－B10H－T

电磁阀流量：40L／min 电磁阀最大工作压力：210 kg／cm2（20.59 MPa）溢流阀型号：Y E－B10 C 电磁阀流量：40 L／min 溢流阀最大工作压力：140 kg／cm2（13.73MPa）注：转舵时间系指单机而言，双机组工作时，转舵速度可提高一倍。 1．转舵机构舵机的转舵机构是采用柱塞式油缸，柱塞的往复运动通过拨叉机构转换为舵柄的转动。所以，舵机的输出力矩与工作油压的关系为（见图3—1）。 πd2R△P M= Z η 4 cos2a 式中：Z——油缸对数（Z=1） d——柱塞直径（d=10cm） R——舵杆中线到油缸中心线的垂直距离（R=18cm） △P——油缸压差（△P=P1—P2） η——推舵装置机械效率(η≈0.8) a——舵的转角舵机力矩特性M=f（a）如图3—2所示。舵机公称力矩系指舵机转动舵杆的最大力矩，即舵的转角为35°时舵机的输出力矩。. 该舵机的转舵机构主要由油缸、柱塞、舵柄、边舵柄、拉杆等组成，如图3—3所示。 2．轴向柱塞式油泵该舵机的油泵为手动变量轴向柱塞泵，其工作原理如图3-4所示。它由湖南邵阳液压件厂生产。泵的传动轴（19）通过花键与缸体（16）连接，且带动缸体（16）旋转，使