位标器转子光电测角的解析法分析与仿真

位标器转子光电测角的解析法分析与仿真
1背景
在电机开发过程中，位置传感器被广泛应用，用于测量传动轴的位置、方向及速度。

位置传感器的基本原理是利用转子光电测角的解析法，将转子旋转的物理状态变换转化为电信号输出，从而实现转子的角度检测。

本文分析和仿真转子光电测角的解析法，以期获得可靠的转子位置传感器。

2原理
转子光电测角系统一般包括一个固定在电机转子上的齿板、一个可以知晓转子位置及方向的光电传感器。

转子运动时，转子上的齿板使得感应传感器处的光学特征一直旋转，而传感器表征当前的状态，将状态改变的信号输出，从而实现对转子的位置、方向及速度的测量。

3解析
转子光电传感器的解析方法是通过计算机来实现的，可以有效的测量转子的位置、方向及速度。

主要有两种方法：最值提取法和能量守恒法。

最值提取法时将传感器输入的信号进行滤波处理，在检测到三边最值（极值）时，从而获得相应转子的位置信息，由此确定电机当前的位置状态，并进行角度变换。

能量守恒法是利用传感器输入信号中每步能量之和变化来检测电机转子位置和电机转速，通过计算每步能量之和变化，利用能量守恒公式提取的角度变换率和转子的位置，从而获知转子的位置、方向及速度。

4仿真
利用Matlab、Simulink等仿真软件可以进行完整的转子光电测角系统仿真，动态仿真转子光电测角系统。

主要由以下几个部分组成：光电转子模型、状态变换器模块、滤波处理模块和波形获取模块。

对于转子的仿真，可以将其看作一个由正弦波构成的正弦系统，并结合它的信号模型，用于构建光电传感器的扩展模拟模型，能够较好的表征转子的实际状态。

然后，进行状态变换器设计，根据不同的检测原理（极值检测，能量守恒法等），设计不同滤波策略对信号进行处理，状态变换器模块能够有效的把模拟输入屏蔽掉，在保证测量性能的前提下最大限度的提高了系统的响应能力
随后，采用滤波模块对输出的模拟信号进行处理，使得信号稳定，并有效地避免信号中噪声干扰，同时，获取模块能够有效保留信号中有用信息，从而获得准确可靠的转子位置信息。

5结论
本文基于转子光电测角系统，重点介绍了转子光电测角的解析及仿真方法，根据不同检测原理，按照从转子光电传感器仿真模型、状
态变换器以及滤波处理和波形获取步骤，可以有效的测量转子的位置、方向及速度，得到准确可靠的转子位置传感器。