基于DSP的快速轴角变换方法
作 者:杜春洋,刘 胜,赵凯岐
(哈尔滨工程大学自动化学院)
摘 要:应用不适当的轴角变换方式会引起严重的测角误差,传统的二型跟踪轴角变化方法转换带宽受限,在动态响应要求高的场合使用时会产生较大的跟踪偏差,从而导致较大角度测量误差。以往多采用专用芯片实现轴角变换功能,存在价格高、外围器件的参数选取复杂等问题,随着微处理器技术的发展,高精度运动控制系统中普遍采用数字控制,可以利用高性能的DSP芯片的剩余资源完成测角系统中轴角变换的功能。为此提出一种基于DSP实现的快速轴角变换方法,仿真实验结果表明该方法可以改善传统跟踪型动态响应特性。基于DSP冗余资源实现的快速轴角变换方法,可以简化控制系统的硬件结构降低成本,并且参数容易整定,具有实际应用价值。
关 键 词:快速跟踪;轴角变换;DSP
引 言:轴角转换是测角误差主要来源之一,在特殊应用场合应用不适当的轴角变换方式会引起严重的测角误差[15]。随着微处理器技术的发展,高精度伺服系统中普遍采用数字控制,采用辅助硬件丰富的高性能的DSP芯片实现电机的驱动控制,不仅可以简化控制部分的硬件结构,还可以利用其丰富的剩余硬件和软件资源完成测角系统中RDC的功能[7]。为了改进传统二型跟踪轴角变换的动态响应特性,文献[6]提出了一种基于模拟器件实现的快速跟踪型轴角转换,同时为了避免失去传统跟踪轴角转换不易受电磁噪声影响的特点,采用前置滤波器对输入信号滤波,在轴角变换环节补偿滤波器带来的相角滞后,文中给出了模拟器件执行跟踪误差界,用来预测测角系统的性能。但是,该方法中提
出的相角滞后补偿很容易受到工作环境的影响,而且电路结构复杂、参数选取困难对模拟器件精度和稳定性要求高,难于应用在实际测角电路中。本文对文献[6]提出的快速跟踪型轴角转换方法进行改进,提出一种采用软件实现的快速跟踪型轴角转换方法,考虑到采用软件方式实现非线性快速跟踪控制时,轴角转换部分的执行性能还会受到采样频率的影响,为此提出了和采样频率相关的参数选取原则以及轴角转换的误差界。
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