CN111245443B - 一种基于dsadc的旋变软解码处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于DSADC的旋变解码处理方法，包括以下步骤：1.接收旋转变压器产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理；2.对经过滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号；3.对Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿；4.对偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。还公开了一种用于实现上述基于DSADC的旋变软解码处理方法的装置。本发明提高解码精度，其运算简单，占用系统资源较少。

Description

一种基于DSADC的旋变软解码处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种基于DSADC的旋变软解码处理方法及其装置。

背景技术

旋转变压器因其精度高、抗干扰能力强，被广泛应用于电动汽车的电驱动应用中，但与旋变配合使用的解码芯片成本较高。近年来，基于DSADC的旋变软解码方案成为研究的热点，参见图1，图中给出的是现有的基于DSADC的旋变软解码处理流程，包括以下步骤：

1.旋转变压器10产生原始旋变信号，并将原始旋变信号发送至DSADC模块20；

2.DSADC模块20对接收到的原始旋变信号进行滤波处理，并将经过滤波处理后的旋变信号发送至解调模块30；

3.解调模块30对经过滤波处理的旋变信号进行解调处理，生成Sin信号和Cos信号，并将生成的Sin信号和Cos信号输入至角度观测器模块40；

4.角度观测器模块40对Sin信号和Cos信号进行计算处理，生成旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

以上的基于DSADC的旋变软解码处理方案不需要专门的解码芯片，可有效地降低了成本，但在处理过程中，受芯片的计算能力与补偿方法的限制，一般不会对旋变安装偏心、DSADC采样漂移等造成的信号误差进行补偿。若不对旋变信号误差进补偿或者补偿不准确，会造成解码后的角度含有周期性的误差，将其作为控制输入，会造成系统性能下降，甚至失稳。

为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有的基于DSADC的旋变软解码处理方法造成系统性能下降的问题，而提供一种提高系统性能的基于DSADC的旋变软解码处理方法。

本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种用于实现上述基于DSADC的旋变软解码处理方法的装置。

作为本发明第一方面的一种基于DSADC的旋变解码处理方法，包括以下步骤：

步骤S10，接收旋转变压器产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理；

步骤S20，对经过滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号；

步骤S30，对所述Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿；

步骤S40，对偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤S30中，对所述Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿，包括以下子步骤：

步骤S31，在每个运算周期中，对软解码输出的角度进行积分，当角度积分大于360度时，生成使能信号，同时将角度积分清零；

步骤S32，在每个运算周期中，将当前周期的Sin信号值分别与历史最大值SinMax和历史最小值SinMin进行比较，若当前周期的Sin信号值大于历史最大值SinMax，则将当前周期的Sin信号值替换历史最大值SinMax，若当前周期的Sin信号值小于历史最小值SinMin，则将当前周期的Sin信号值替换历史最小值SinMin；

将当前周期中的Cos信号值与历史最大值CosMax和历史最小值CosMin进行比较，若当前周期的Cos信号值大于历史最大值CosMax，则将当前周期的Cos信号值替换历史最大值CosMax，若当前周期的Cos信号值小于历史最小值CosMin，则将当前周期的Cos信号值替换历史最小值CosMin；

步骤S33，当检测到步骤S31的使能信号后，将历史最大值SinMax、历史最小值SinMin、历史最大值CosMax以及历史最小值CosMin进行输出，输出后将历史最大值SinMax、历史最小值SinMin、历史最大值CosMax以及历史最小值CosMin清零；

步骤S34，将步骤S33输出的历史最大值SinMax与历史最小值SinMin相加并除以2，得到Sin信号的幅值偏移量SinOffset：

SinOffset＝(SinMax+SinMin)/2；

将步骤S33输出的历史最大值CosMax与历史最小值CosMin相加并除以2，得到Cos信号的幅值偏移量CosOffset：

CosOffset＝(CosMax+CosMin)/2；

将步骤S33输出的历史最大值SinMaxOutput与历史最小值SinMinOutput相减并除以2，得到Sin包络线信号的Sin幅值SinAmp：

SinAmp＝(SinMaxOutput-SinMinOutput)/2；

将步骤S33输出的历史最大值CosMaxOutput与历史最小值CosMinOutput相减并除以2，得到Cos信号的Cos幅值CosAmp：

CosAmp＝(CosMaxOutput-CosMinOutput)/2；

将幅值SinAmp除以幅值CosAmp，得到Sin幅值相对于Cos幅值的幅值比例SinCosRatio：

SinCosRatio＝SinAmp/CosAmp；

步骤S35，在每个运算周期中，将当前周期中的Sin信号值、Cos信号值分别减去步骤S34输出的幅值偏移量SinOffset、幅值偏移量CosOffset，将Cos信号值乘以步骤S34输出的幅值比例SinCosRatio，补偿后的Sin信号值、Cos信号值为

SinComp＝Sin-SinOffset

CosComp＝(Cos-CosOffset)*SinCosRatio；

步骤S36，在每个运算周期中，将按照步骤S35补偿后的信号SinComp、CosComp用作角度计算的输入。

作为本发明第二方面的一种用于实现上述基于DSADC的旋变软解码处理方法的装置，包括：

DSADC模块，所述DSADC模块用于接收旋转变压器产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理；

解调模块，所述解调模块用于对经过所述DSADC模块滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号；

误差补偿模块，所述误差补偿模块用于对所述解调模块生成的Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿；

角度观测器模块，所述角度观测器模块用于对经过所述误差补偿模块偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明在旋变软解码过程中，对旋变安装偏心、DSADC采样漂移等造成的信号误差进行实时检测并补偿，提高解码精度，其运算简单，占用系统资源较少，且能够时时动态监测当前误差值，对系统误差的变化具有自适应能力，补偿准确有效。经测试，加入误差补偿后，角度精度提高10％，有效地提高系统性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的基于DSADC的旋变软解码的处理流程图。

图2是本发明的基于DSADC的旋变解码处理方法的流程图。

图3是解调后的Sin信号与Cos信号的含有幅值偏移、幅值比例误差的示意图。

图4是本发明的信号误差检测及补偿的处理流程图。

图5是本发明的基于DSADC的旋变解码处理装置的结构示意图。

图6是未加入误差检测及补偿的软解码输出速度与角度的关系图。

图7是加入误差检测及补偿的软解码输出速度与角度的关系图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图2，图中给出的是一种基于DSADC的旋变解码处理方法，包括以下步骤：

步骤S10，接收旋转变压器产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理；

步骤S20，对经过滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号。旋变解调后的Sin信号和Cos信号含有幅值偏移、幅值比例误差等信息，如图3所示，其不直接用于角度、速度的计算，而是先进行误差补偿处理；

步骤S30，对Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿；

步骤S40，对偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

在步骤S30中，参见图4，对Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿，包括以下子步骤：

步骤S31，在每个运算周期中，对软解码输出的角度进行积分，当角度积分大于360度时，生成使能信号，同时将角度积分清零；

步骤S32，在每个运算周期中，将当前周期的Sin信号值分别与历史最大值SinMax和历史最小值SinMin进行比较，若当前周期的Sin信号值大于历史最大值SinMax，则将当前周期的Sin信号值替换历史最大值SinMax，若当前周期的Sin信号值小于历史最小值SinMin，则将当前周期的Sin信号值替换历史最小值SinMin；

将当前周期中的Cos信号值与历史最大值CosMax和历史最小值CosMin进行比较，若当前周期的Cos信号值大于历史最大值CosMax，则将当前周期的Cos信号值替换历史最大值CosMax，若当前周期的Cos信号值小于历史最小值CosMin，则将当前周期的Cos信号值替换历史最小值CosMin；

步骤S33，当检测到步骤S31的使能信号后，将历史最大值SinMax、历史最小值SinMin、历史最大值CosMax以及历史最小值CosMin进行输出，输出后将历史最大值SinMax、历史最小值SinMin、历史最大值CosMax以及历史最小值CosMin清零；

步骤S34，将步骤S33输出的历史最大值SinMax与历史最小值SinMin相加并除以2，得到Sin信号的幅值偏移量SinOffset：

SinOffset＝(SinMax+SinMin)/2；

将步骤S33输出的历史最大值CosMax与历史最小值CosMin相加并除以2，得到Cos信号的幅值偏移量CosOffset：

CosOffset＝(CosMax+CosMin)/2；

将步骤S33输出的历史最大值SinMaxOutput与历史最小值SinMinOutput相减并除以2，得到Sin包络线信号的Sin幅值SinAmp：

SinAmp＝(SinMaxOutput-SinMinOutput)/2；

将步骤S33输出的历史最大值CosMaxOutput与历史最小值CosMinOutput相减并除以2，得到Cos信号的Cos幅值CosAmp：

CosAmp＝(CosMaxOutput-CosMinOutput)/2；

将幅值SinAmp除以幅值CosAmp，得到Sin幅值相对于Cos幅值的幅值比例SinCosRatio：

SinCosRatio＝SinAmp/CosAmp；

步骤S35，在每个运算周期中，将当前周期中的Sin信号值、Cos信号值分别减去步骤S34输出的幅值偏移量SinOffset、幅值偏移量CosOffset，将Cos信号值乘以步骤S34输出的幅值比例SinCosRatio，补偿后的Sin信号值、Cos信号值为

SinComp＝Sin-SinOffset

CosComp＝(Cos-CosOffset)*SinCosRatio；

步骤S36，在每个运算周期中，将按照步骤S35补偿后的信号SinComp、CosComp用作角度计算的输入。

参见图5，图中给出的是一种用于实现上述基于DSADC的旋变软解码处理方法的装置，包括DSADC模块100、解调模块200、误差补偿模块300以及角度观测器模块400。

DSADC模块100用于接收旋转变压器10产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理，再滤波处理后的旋变信号发送至解调模块200。解调模块200用于对经过DSADC模块100滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号，并将生成的Sin信号和Cos信号发送至误差补偿模块300。误差补偿模块300用于对解调模块200生成的Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿，再将偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号发送至角度观测器模块400。角度观测器模块400用于对经过误差补偿模块300偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

本发明在旋变软解码过程中，对旋变安装偏心、DSADC采样漂移等造成的信号误差进行实时检测并补偿，提高解码精度，其运算简单，占用系统资源较少，且能够时时动态监测当前误差值，对系统误差的变化具有自适应能力，补偿准确有效。经测试，加入误差补偿后，角度精度提高10％，有效地提高系统性能。

参见图6和图7，图6为未加入误差检测及补偿的软解码输出速度与角度的关系图，图7为加入误差检测及补偿的软解码输出速度与角度的关系图，对比两者可以看出，本发明可消除了软解码输出速度的周期性波动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于DSADC的旋变解码处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，接收旋转变压器产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理；

步骤S20，对经过滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号；

步骤S30，对所述Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿；

步骤S40，对偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

2.如权利要求1所述的基于DSADC的旋变解码处理方法，其特征在于，在所述步骤S30中，对所述Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿，包括以下子步骤：

步骤S31，在每个运算周期中，对软解码输出的角度进行积分，当角度积分大于360度时，生成使能信号，同时将角度积分清零；

步骤S32，在每个运算周期中，将当前周期的Sin信号值分别与历史最大值SinMax和历史最小值SinMin进行比较，若当前周期的Sin信号值大于历史最大值SinMax，则将当前周期的Sin信号值替换历史最大值SinMax，若当前周期的Sin信号值小于历史最小值SinMin，则将当前周期的Sin信号值替换历史最小值SinMin；

将当前周期中的Cos信号值与历史最大值CosMax和历史最小值CosMin进行比较，若当前周期的Cos信号值大于历史最大值CosMax，则将当前周期的Cos信号值替换历史最大值CosMax，若当前周期的Cos信号值小于历史最小值CosMin，则将当前周期的Cos信号值替换历史最小值CosMin；

步骤S33，当检测到步骤S31的使能信号后，将历史最大值SinMax、历史最小值SinMin、历史最大值CosMax以及历史最小值CosMin进行输出，输出后将历史最大值SinMax、历史最小值SinMin、历史最大值CosMax以及历史最小值CosMin清零；

步骤S34，将步骤S33输出的历史最大值SinMax与历史最小值SinMin相加并除以2，得到Sin信号的幅值偏移量SinOffset：

SinOffset＝(SinMax+SinMin)/2；

将步骤S33输出的历史最大值CosMax与历史最小值CosMin相加并除以2，得到Cos信号的幅值偏移量CosOffset：

CosOffset＝(CosMax+CosMin)/2；

将步骤S33输出的历史最大值SinMaxOutput与历史最小值SinMinOutput相减并除以2，得到Sin包络线信号的Sin幅值SinAmp：

SinAmp＝(SinMaxOutput-SinMinOutput)/2；

将步骤S33输出的历史最大值CosMaxOutput与历史最小值CosMinOutput相减并除以2，得到Cos信号的Cos幅值CosAmp：

CosAmp＝(CosMaxOutput-CosMinOutput)/2；

将幅值SinAmp除以幅值CosAmp，得到Sin幅值相对于Cos幅值的幅值比例SinCosRatio：

SinCosRatio＝SinAmp/CosAmp；

步骤S35，在每个运算周期中，将当前周期中的Sin信号值、Cos信号值分别减去步骤S34输出的幅值偏移量SinOffset、幅值偏移量CosOffset，将Cos信号值乘以步骤S34输出的幅值比例SinCosRatio，补偿后的Sin信号值、Cos信号值为

SinComp＝Sin-SinOffset

CosComp＝(Cos-CosOffset)*SinCosRatio；

步骤S36，在每个运算周期中，将按照步骤S35补偿后的信号SinComp、CosComp用作角度计算的输入。

3.一种用于实现如权利要求1或2所述的基于DSADC的旋变软解码处理方法的装置，其特征在于，包括：

DSADC模块，所述DSADC模块用于接收旋转变压器产生的原始旋变信号，并对接收到的原始旋变信号进行滤波处理；

解调模块，所述解调模块用于对经过所述DSADC模块滤波处理后的旋变信号进行解调处理，使得所述旋变信号生成Sin信号和Cos信号；

误差补偿模块，所述误差补偿模块用于对所述解调模块生成的Sin信号和Cos信号进行偏移检测，并根据偏检测结果对所述Sin信号和Cos信号进行偏移误差补偿；

角度观测器模块，所述角度观测器模块用于对经过所述误差补偿模块偏移误差补偿后的Sin信号和Cos信号进行计算，产生旋变角度信号及旋变速度信号并输出。

Images