摘要：针对控制力矩陀螺框架伺服系统，设计并实现了基于tivis3201f2407的感应同步器测角系统，感应同步器应用连续绕组激磁分段绕组输出鉴幅工作方式，分析测角系统的误差以及对控制精度的影响．实验表明这种基于dsp的高精度测角系统便于实现测角与控制的一体化．可以确保控制力矩陀螺框架系统的动态性能与稳态精度。

    关键词：力矩陀螺；感应同步器；测角系统；永磁同步电动机

    中图分类号：tm341  文献标识码：a  文章编号：1004-7018( 2010) 07-0012-03

    在单框架控制力矩陀螺框架伺服系统中，测角系统的测角精度直按决定着系统的控制精度以及控制力矩陀螺的力矩输出的平稳性：通常的测角系统中采用的角度传感器主要有光栅、码盘、旋转变压器、感应同步器等，感应同步器精度高、对安装精度的要求相对较低，调整方便、对工作环境无特殊要求、运行可靠，日前使用已遍及航天、航空、航海、军事设备、测量技术以及机械制造等部门。

  文献[1]分析了几种基于感应同步器实现测角方案的数学表达式，提出一种单相输入双相输出的倍频滤波测角新方案，可以采用相位直读的方式来直接取得电机轴角。文献[2-3]通过轴角数字转换芯片ad2s80，应用旋转变压器与感应同步器相结合的方式来实现电机轴角的检测并分析其测量误差，由于压控振荡器****输出频率的限制，电机速度的检测在一定范围内有效。本文提出了基于tms320lf2407的测角系统实现，并且与控制系统共同采用一个dsp实现了多个控制力矩陀螺外框架伺服系统，既提高了控制系统的精度，同时也实现了系统的数字化和可靠性。

    感应同步器是一种多极感应元件，由于多极结构对误差起到补偿作用，所以感应同步器具有很高的精度。根据其激磁及测角原理，呵以分为单相绕组激磁双相输出鉴幅、单相绕组激磁双相输出鉴相、双相绕组激磁单相统组输出鉴相与双相绕组激磁单相绕组输出鉴幅工作方式。由于单相绕组激磁存在的动态误差可以通过硬件与软件得到很好的抑制，所以本系统采用单相绕组激磁双相输出鉴幅的工作方式。

    在单相绕组加激磁电压u= umsinw0t时，感应同步器的分段绕组就将产生感应电势，其中um为激磁信号的幅值，m。为激磁信号的角频率。那么分段绕组产生的感应电势瞬时输出ea、eb：

             

    式中：αd为连续绕组与感应同步器分段绕组中的相导体中心线间的夹角（弧度）。当****耦合磁通链瞬时值ψ时，式(1)写成：

 

    式中，u为连续绕组激磁电压的瞬时值，在静态情况得：

            

    设在正弦波激磁u= umsinw0t情况下两相输出（有效值表示）：

         

    由式(4)可定义ea和eb为载频信号，载波频率即为激磁频率，感应同步器的两相输出与感应同步器转过的角度及激磁电源的幅值有关，根据两相输出的对应关系，ea、eb经过放大滤波电路处理，然后经过采样保持、ad转换和dsp处理得到ea和eb，再对其进行反角变换得到当前电角度的测量值。

  

    根据