同步自整角机动态测角系统的研究与实现
第40卷第6期2018年12月
指挥控制与仿真
Command Control ＆Simulation
Vol.40一No.6Dec.2018
文章编号：1673-3819（2018）06-0121-06
同步自整角机动态测角系统的研究与实现?
陈一灿1，秦晓楠2
（1.中国人民解放军海军驻南京地区航空军事代表室，江苏南京一211106，
2.南京航空航天大学自动化学院，江苏南京一210016）
摘一要：为了满足角位移传感器同步自整角机实时测角的要求，设计了一套基于旋变数字转换器AD2S80A 的高精度同步自整角机实时测角系统三给出了同步自整角机自动测试系统的嵌入式硬件电路以及基于Modbus 通信协议的上下位机软件系统的详细设计方案三通过实验数据的分析，采用16位转换器的同步自整角机自动测试系统的测角精度为0.3?，并且同步自整角机输出信号经过轴角转换电路后测试系统所测得的角度误差小于6?，满足同步自整角机动态测角系统测量轴角的高精度设计要求三
关键词：同步自整角机；单片机；AD2S80A ；通信协议；动态测角系统
中图分类号：TM383.1一一一一文献标志码：A一一一一DOI ：10.3969／j.issn.1673-3819.2018.06.026
Research and Realization of Synchro Dynamic Angle Measurement System
CHEN Can 1，QIN Xiao-nan 2
（1.The Chinese People s Liberation Army navy s Military Representative Office in Nanjing，Nanjing 211106；2.College of Automation Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China）Abstract ：In order to meet the requirements for real time angle measurement of synchro，based on the Synchro-to-Digital converter AD2S80A，this paper designed a set of high precision and real time synchro angle measurement system.This paper gave a detailed design of the embedded hardware circuits，and the software system of upper and lower computer，which is based on the Modbus communication protocol，was introduced.By analysis the results of experiment，the angle measurement accuracy of Synchro Automatic Measurement System using 16Bit converter is 0.3?.After the synchro output signal passing ro-tary converter circuit，the error of this system is less than 6?，which is Met high-precision measurement requirements of the Synchro Automatic Measurement System.
Key words ：synchro；single-chip；AD2S80A；communication protocol；dynamic angle measurement system
一收稿日期：2018-03-14
修回日期：2018-04-16
?基金项目：973计划项目 大型客机减阻机理和方法研究
（2014CB744800）
作者简介：陈一灿（1990-），男，江苏淮安人，助理工程师，
研究方向为机械电子工程三秦晓楠（1993-），女，硕士研究生三
一一随着自动控制技术的飞速发展，伺服系统中的定位精度要求也越来越严格三如航天技术领域，对于飞机舵机角位移的精确测量，就可以使用同步自整角机角位移传感器三应用轴角数字转换技术完成角位移传感器模拟输出信号到数字量的转换是同步自整角机自动测试系统中的关键技术［1］三对于轴角数字转换技术，在20世纪70年代国内外就开始对其展开研究三70年代初，国外AD 公司就生产了封装分立模块SDC
以实现轴角A ／D 转换，随后国内江苏自动化研究所也先后研发了多个系列的转换器［1-2］三近几年，国内外对轴角数字转换技术的研究集中于采用FPGA二DSP 微处理器来实现三Joan Bergas-Jané等人提出在DSP 上采用移频技术和双同步参考帧解耦的锁相环技术来实现简单二经济的同步／数字转换器［3］三Yijing Wang 等人介绍
了一种通过FPGA 将非线性信号转化为与角位置成正比的线性信号，并通过矫正策略得到数字角度信号的轴角数字转换方法［4］三但受算法复杂度，外界环境噪声干扰，以及处理器内置ADC 的分辨率影响，转换速率的进一步提高以及误差的减小就会受到一定的限制三针对这一问题，本文设计一种基于AD2S80A 旋变数字转换器以及IAP15W4K58S4单片机的同步自整角机动态测角系统，并分别从系统的硬件设计和软件设计方面展开介绍，最后通过对本文所设计的同步自整角机自动测试系统的实验测量，以验证文中方法的可行性三
1一同步自整角机结构及运行原理
因为同步自整角机是由转子和定子组成的将角位移与交流电压进行转换的感应式微型电机，所以从同步自整角机所输出的旋转角度信号是一组模拟信号三另外同步自整角机之间通过一定的连接电路，使得没有直接连接在一起的两根或两根以上的机械转轴自动保持一样的旋转角度并达到同步旋转三将机械转角变化转变为模拟电信号的同步自整角机称为控制式同步自整角机，而将接收模拟转角信号并产生机械轴角旋
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