基于CAN總線(xiàn)的多天線(xiàn)控制器設計及PID實(shí)現

2 方位傳感器的數字化設計
在對天線(xiàn)位置信息的采集中，方位傳感器采用同步機電路實(shí)現。其中，定子線(xiàn)圈加入工頻激磁電壓，轉子的三相電壓幅度受定子與轉子相對角度的調制，三個(gè)轉子線(xiàn)圈之間相互間隔120°放置。在模擬信號傳輸中，同步接收機會(huì )根據三相電壓幅度的變化跟隨同步機做同步旋轉，達到傳輸角度信號之目的。為了便于與微處理器的連接，輸出的方位信號還必須做數字化處理。
設同步機定子加激磁電壓Vo=Vmsinωt，三個(gè)轉子線(xiàn)圈的電壓方程為：

式中：K為轉子繞組與定子繞組的變壓比；θ為轉子相對于定子的轉角；ω為工頻激磁電壓的角頻率。
由此可知，在激磁電壓正峰值時(shí)，對三個(gè)電壓取值，則V1，V2，V3與轉角θ的關(guān)系為：

將轉角θ從0～360°劃分為12個(gè)區間，每個(gè)區間30°，則可將同步機三相電壓幅度隨轉子角度變化的曲線(xiàn)繪制如圖2所示。

如果用V1-V2，V2-V3，V3-V1以及V1，V2，V3中絕對值最小的信號Vx的極性來(lái)表示這12個(gè)區間，則很容易得到各區間的二進(jìn)制代碼，如表1所示。例如：當θ角在0～30°時(shí)，V1-V2為正，V2-V3為負，V3-V1為正，而此時(shí)V1的絕對值最小，即Vx=V1，其值為正，則該區間可以用(10 11)B表示。

進(jìn)一步，對此時(shí)的Vx信號做歸一化處理后再進(jìn)行反正弦運算，其結果是單調的，且計算出的角度值α介于0～30°之間。根據θ角所在的區間，就可求出當前天線(xiàn)的方位。
根據以上分析，可以將方位信號數字化過(guò)程簡(jiǎn)述如下：在激磁工頻信號的正峰值點(diǎn)生成采樣脈沖信號CP0和微處理器中斷信號CP1，控制三路采樣保持電路同時(shí)對分壓后的同步機三相電壓進(jìn)行采樣保持，選擇絕對值最小的一路信號送A／D轉換器，同時(shí)判斷其正負；區間代碼生成電路根據對三路采樣信號的比較和最小信號的正負，確定θ角所處區間的代碼；微處理器響應中斷，啟動(dòng)A／D轉換，求得α值，同時(shí)讀取θ角所處區間代碼，根據表1給出的區間計算公式，確定θ角的具體數值送本地面板顯示，并通過(guò)CAN總線(xiàn)上傳天線(xiàn)控制器。