一种基于ARM和FPGA模拟旋转变压器功能的系统及方法与流程

本发明属于伺服稳定平台控制，具体涉及一种模拟旋转变压器的实现方法。

背景技术：

1、旋转变压器主要用作坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为移相器和用在角度-数字转换装置中。在伺服系统中，通常需要实时地检测出电机转子的位置，同时还需计算出电机的转速，以便高精度控制电机的位置、转速及其转矩，获取优良的性能。旋转变压器不仅可以用于检测旋转物体的绝对角位置，而且由于其结构简单、精度高、可靠性强、耐高温、防尘、耐湿度、抗振动、抗干扰性强、寿命长的，以及能够应用在各种恶劣的环境中等特点，被广泛应用于对系统可靠性要求比较高的领域。

2、旋转变压器功能模拟电路，可模拟角度的正余弦信号输出、激磁信号输出，效果逼真，不受时间和地点的限制，可以真实有效模拟伺服控制系统旋转变压器的功能。

3、然而，旋转变压器在产品的实际安装过程中，机械结构误差要求较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的系统及方法，采用硬件集成电路与软件程序相结合的方法，模拟实现旋转变压器功能，减少了结构上带来的不确定因素，以达到角度输出模拟的效果。

2、实施本发明的技术方案如下：

3、一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的系统，包括底板、核心板、电子平台模拟板，核心板包括arm+fpga硬件电路、电子平台模拟板包括电路ad633jr/ar和电路ad5668；核心板和电子平台模拟板电性连接。

4、进一步的，所述核心板上arm+fpga为转台运动功能模拟的实现，角度位置的确定输出。

5、进一步的，所述电子平台模拟板通过电路ad633jr/ar、ad5668实现旋转变压器信号的模拟输出。

6、进一步的，arm采用stm32h743vihx，fpga采用xc6slx45-2csg3241。

7、一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的方法，通过核心板上的arm+fpga硬件电路和软件程序来计算实现伺服平台的运动模拟，某一角度位置的dac电压；将核心板的角度模拟输出dac电压信号通过串口送入电子平台模拟板的电路ad5668，电路ad5668输出该角度对应的正余弦信号，通过ad633jr/ar实现激磁信号与正余弦信号的相乘，并输出旋转变压器信号，旋转变压器信号直接输出给伺服控制板，实现伺服平台的位置闭环控制，其中激磁信号由待测伺服控制板给出。

8、本发明具有如下有益效果：

9、1、本发明基于arm(stm32h743vihx)和fpga(xc6slx45-2csg3241)，能够在伺服系统稳定平台的调试、测试及试验过程中代替真正的旋转变压器，实现稳定平台的闭环控制。

10、2、本发明调试方法简单实用，能够快速有效地对不同稳定平台进行调试、测试。

11、3、本发明通过数字、模拟电路实现了对旋转变压器功能的模拟，降低了产品使用的经济成本，有利于批生产过程中故障产品的排查和处理，大大缩短了排故时间，提高了生产率。

技术特征：

1.一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的系统，其特征在于：包括底板、核心板、电子平台模拟板，核心板包括arm+fpga硬件电路、电子平台模拟板包括电路ad633jr/ar和电路ad5668；核心板和电子平台模拟板电性连接。

2.根据权1所述的一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的系统，其特征在于：所述核心板上arm+fpga为转台运动功能模拟的实现，角度位置的确定输出。

3.根据权1所述的一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的系统，其特征在于：所述电子平台模拟板通过电路ad633jr/ar、ad5668实现旋转变压器信号的模拟输出。

4.根据权1-3任一项所述的一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的系统，其特征在于：arm采用stm32h743vihx，fpga采用xc6slx45-2csg3241。

5.一种基于arm和fpga模拟旋转变压器功能的方法，其特征在于：通过核心板上的arm+fpga硬件电路和软件程序来计算实现伺服平台的运动模拟，某一角度位置的dac电压；将核心板的角度模拟输出dac电压信号通过串口送入电子平台模拟板的电路ad5668，电路ad5668输出该角度对应的正余弦信号，通过ad633jr/ar实现激磁信号与正余弦信号的相乘，并输出旋转变压器信号，旋转变压器信号直接输出给伺服控制板，实现伺服平台的位置闭环控制，其中激磁信号由待测伺服控制板给出。

技术总结
本发明提出了一种基于ARM和FPGA模拟旋转变压器功能的系统及方法，通过核心板上的ARM+FPGA硬件电路和软件程序来计算实现伺服平台的运动模拟，某一角度位置的DAC电压；将核心板的角度模拟输出DAC电压信号通过串口送入电子平台模拟板的电路AD5668，电路AD5668输出该角度对应的正余弦信号，通过AD633JR/AR实现激磁信号与正余弦信号的相乘，并输出旋转变压器信号，旋转变压器信号直接输出给伺服控制板，实现伺服平台的位置闭环控制，其中激磁信号由待测伺服控制板给出。本发明采用硬件集成电路与软件程序相结合的方法，模拟实现旋转变压器功能，减少了结构上带来的不确定因素，以达到角度输出模拟的效果。

技术研发人员：井世丽,常志英,李玉柱,孟凡强,孔益翔,万金波,吴长安
受保护的技术使用者：河北汉光重工有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10