一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统及方法与流程

本发明属于数据解码，尤其涉及一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统及方法。

背景技术：

1、旋转变压器(resolver/transformer)是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成，其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常用400、3000及5000hz等，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压；旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，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。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故也称为解算器。

2、当前旋转变压器解码方案普遍是单独的旋转变压器硬件解码或软件解码，不能同时支持旋转变压器的硬件解码和软件解码，没有做冗余设计，不能满足功能安全的要求。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统，旨在解决当前旋转变压器解码方案普遍是单独的旋转变压器硬件解码或软件解码，不能同时支持旋转变压器的硬件解码和软件解码，没有做冗余设计，不能满足功能安全的要求的问题。

2、本发明实施例是这样实现的，一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，所述系统包括：mcu模块、硬件解码子系统、软件解码子系统和旋转变压器，所述第一解码子系统和第二解码子系统均同时与mcu模块和旋转变压器电性连接。

3、优选的，所述硬件解码子系统包括旋变数字转换器、激励驱动电路和输入处理电路，激励驱动电路同时与旋变数字转换器、旋转变压器和mcu模块电性连接，旋变数字转换器与mcu模块连接，且通过输入处理电路与旋转变压器连接。

4、优选的，所述软件解码子系统包括dsadc转换模块和输入处理电路，旋转变压器通过输入处理电路与dsadc转换模块电性连接，dsadc转换模块位于mcu模块内。

5、优选的，旋变数字转换器通过spi总线与mcu模块内的spi模块通讯。

6、优选的，旋转变压器包含初级绕组和次级绕组，激励驱动电路与初级绕组电性连接。

7、本发明实施例的另一目的在于提供一种软硬件冗余的旋转变压器解码方法，应用于如上所述的软硬件冗余的旋转变压器解码系统，所述方法包括：

8、通过旋变数字转换器产生旋变激励信号，经过激励驱动电路对旋变激励信号进行增强处理，向旋转变压器的初级绕组供电，旋转变压器的两个次级绕组和初级绕组之间的磁耦合量根据转子位置而改变，两个次级绕组输出的信号经硬件解码子系统中的输入处理电路后，进入旋变数字转换器，通过解码得到第一解码信息，将第一解码信息通过spi总线传输至mcu模块，在此过程中，两个次级绕组输出的信号经软件解码子系统中的输入处理电路后，到达mcu模块中的dsadc转换模块，dsadc转换模块根据旋变激励信号进行软件解码，mcu模块得到第二解码信息，mcu模块根据第一解码信息和第二解码信息对驱动电机进行控制。

9、优选的，第一解码信息和第二解码信息均包括转子位置信息、转子方向信息和转子速度信息。

10、优选的，mcu模块根据第一解码信息和第二解码信息进行相互校验。

11、优选的，当第一解码信息和第二解码信息任一出现异常时，mcu模块通过相互切换保证。

12、本发明实施例提供的一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统，通过旋变硬件解码和软件解码冗余设计，软硬件解码相互校验保证转子位置、方向、速度信号的准确性，同时避免其中任一解码方案出现故障时，产生非预期的扭矩，造成人员伤害和车辆损坏，保证了设备的使用安全性。

技术特征：

1.一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，所述系统包括：mcu模块、硬件解码子系统、软件解码子系统和旋转变压器，所述第一解码子系统和第二解码子系统均同时与mcu模块和旋转变压器电性连接。

2.根据权利要求1所述的软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，所述硬件解码子系统包括旋变数字转换器、激励驱动电路和输入处理电路，激励驱动电路同时与旋变数字转换器、旋转变压器和mcu模块电性连接，旋变数字转换器与mcu模块连接，且通过输入处理电路与旋转变压器连接。

3.根据权利要求1所述的软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，所述软件解码子系统包括dsadc转换模块和输入处理电路，旋转变压器通过输入处理电路与dsadc转换模块电性连接，dsadc转换模块位于mcu模块内。

4.根据权利要求2所述的软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，旋变数字转换器通过spi总线与mcu模块内的spi模块通讯。

5.根据权利要求2所述的软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，旋转变压器包含初级绕组和次级绕组，激励驱动电路与初级绕组电性连接。

6.一种软硬件冗余的旋转变压器解码方法，应用于如权利要求1-5任一所述的软硬件冗余的旋转变压器解码系统，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的软硬件冗余的旋转变压器解码方法，其特征在于，第一解码信息和第二解码信息均包括转子位置信息、转子方向信息和转子速度信息。

8.根据权利要求6所述的软硬件冗余的旋转变压器解码方法，其特征在于，mcu模块根据第一解码信息和第二解码信息进行相互校验。

9.根据权利要求6所述的软硬件冗余的旋转变压器解码方法，其特征在于，当第一解码信息和第二解码信息任一出现异常时，mcu模块通过相互切换保证驱动电机的正确控制。

技术总结
本发明适用于数据解码技术领域，尤其涉及一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统及方法，所述系统包括：MCU模块、硬件解码子系统、软件解码子系统和旋转变压器，所述第一解码子系统和第二解码子系统均同时与MCU模块和旋转变压器电性连接。本发明实施例提供的一种软硬件冗余的旋转变压器解码系统，通过旋变硬件解码和软件解码冗余设计，软硬件解码相互校验保证转子位置、方向、速度信号的准确性，同时避免其中任一解码方案出现故障时，产生非预期的扭矩，造成人员伤害和车辆损坏，保证了设备的使用安全性。

技术研发人员：姚勤文
受保护的技术使用者：阿尔特汽车技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16