伺服系統膠木手輪旋變激磁的精度測試

        某機載雷達干擾伺服系統ATE 測試中，膠木手輪旋變激磁精度的測試是該系統測試難點。故采用自整角機鑒相式工作方式，建立其直角坐標系，經三角函數關系求三相整步繞組中施加激勵作用下膠木手輪轉子中的感應電勢?；虿捎肦DC 旋轉變壓器數字轉換模塊，由DC/AC 產生兩路手輪旋變激磁正弦信號。
        1 膠木手輪激磁信號的產生
        測試要求將故障定位到相應的內場可測試單元（簡稱SRU），以滿足內場可更換性，故應將伺服系統所需激磁信號在外部DC/AC 模塊加以激勵。是電流或電壓作乘法運算等，可分為電壓型和電流型。電壓型DC/AC 模塊為正交功率振蕩器，是金屬封裝結構，輸出3W 功率并有內部保護功能，含振蕩器和功率放大器。振蕩器產生正交信號V1＝Asinωt，其頻率f＝1/2πRC，經選擇不同的RC 值達到所需頻率。功放電路完成電流放大和倍壓功能，達到功率放大，其值V2＝2Asinωt。
        2 膠木手輪旋變精度測試
        2.1 自整角機鑒相式法
        采用自整角機鑒相式工作方式測量手輪旋變激磁精度，其原理為：自膠木手輪整角機的定子繞組（整步繞組）為三相繞組，在空間以120° 間隔對稱分布，轉子為單相繞相。
        給三相定子繞組施加激勵:設定轉子繞組間的變比為K，若轉子處于任意位置，建立直角坐標系XOY。則U1、U2、U3 在轉子KK' 中產生感應電勢為：U1=Umsinωt，U2=Umsin(ωt-120o)，U3=Umsin(ωt+120o)。UKK' 即為在三相整步繞組中施加激勵作用下在轉子KK'中產生的感應電勢。Um 為常數時，K 為常數，故輸出電壓UKK' 與U1 相比，在相位上差一個θ，而各自的幅值和頻率不變，θ 為轉子轉角。
        設可逆計數器當前字狀態為φ，高速數字式正余弦乘法器將V1 乘cosφ，V2 乘sinφ，得：V3 = KE0 sin ωt sin θcos ?， V4 =KE0 sinωtcosθsin?。兩信號經誤差放大器相減后得：KE sin t(sin cos cos sin ) KE sin t sin( )V KE sin t sin cos KE sin t cos sin0 00 0ω θ ? − θ ? = ω θ − ?= ω θ ? − ω θ ? = 誤差經相敏解調器、壓控振蕩器、可逆計數器等形成閉環回路，使sin(θ-φ) 趨近零，可逆計數器的字狀態φ 在轉換器的額定精度范圍內，等于旋轉變壓器的軸角θ。
        RDC 轉換模塊的電源為±15V、+5V、GND，且電源不能接反，否則損壞器件。BESY：忙信號，該信號指示轉換器輸出的二進制數碼是否有效。膠木手輪BESY 為高電平時，轉換器正在進行數據轉換，此時輸出數據無效；BESY 為低電平時，轉換器內部數據已穩定，輸出數據有效。
        數據選通ENABLE：該引出角為控制邏輯輸入腿，其功能為外部對轉換器輸出數據實行三態控制。低電平時，轉換器輸出數據占用數據總線，高電平時，轉換器數據輸出腿呈三態，器件不占用總線?？赏ㄟ^數字I/O 保持低電位。數據鎖定控制（禁止信號） INHIBIT：該引出腿為控制邏輯輸入腿，其功能為外部對轉換器輸出數據實行鎖存或直通選擇控制。
        膠木手輪高電平時轉換器的輸出數據不鎖存而直接輸出；低電平時，膠木手輪轉換器輸出數據被鎖存，數據不更新，但內部環路不中斷，跟蹤始終進行。INHIBIT 在內部接拉高電阻（器件是否用數據總線，何時輸出取決于ENABLE 狀態）。
        BYTE：位選擇端，是為使轉換器可和8 位或16 位數據總線連接而專門設計的控制端，轉換器與該總線相連時，BYTE 內部拉高，轉換器可輸出12位或14 位數據?？蓪⑥D換器接到數字I/O 上，將BYTE 置高位，保證轉換器輸出14 位數據。
        通過DC/AC 模塊產生2V/2K 手輪旋變激磁正弦信號分2 路：
        ① 作為激勵加到伺服系統控制端作為激磁信號的輸入；
        ② 作為激勵加到RDC 轉換模塊的RHi 端和RLo 端，Z1～Z4 四路手輪旋變反饋作為RDC 轉換模塊信號輸入，由RDC 轉換模塊的14 路數字輸出經數字I/O 輸出到計算機，觀察2路手輪旋變反饋信號代表的角度是否正確。
        3 測試實驗結果
        分析與結論實際測試中，通過系統仿真和實際應用測試，應用自整角機鑒相式工作方式工藝簡單，易實現，但測量精度不高。代入實驗數據，若輸入電壓信號為2V/2K 旋變激磁信號，理論精度高達±1º。當膠木手輪旋過30° 時，測得θ 角為34.7°；當膠木手輪旋過45°時，測得θ 角為47.9°；當膠木手輪旋過60° 時，測得θ角為56.4°，精度高達±3º。應用旋轉變壓器數字模塊測試精度較高，理論精度可達±0.1°，以下選用手輪角度旋至 -120.0 子程序，測試程序從略。