2.3.5　反馈测量回路设计

伺服系统的反馈测量回路包括电流测量回路、角速度测量回路和角位置测量回路几种。

电流测量回路根据电动机绕组电流的范围选择相应的测量元件，主要有电流采样电阻和电流霍尔传感器，测量元件将电流信号转换为电压信号，再经滤波和调理供闭环处理电路或MCU的A/D采集模块使用。

角速度测量回路一般通过安装在电动机轴端的测速发电机将角速度转换为电压信号，与电流信号一样，通过驱动电路中的滤波和调理电路处理后使用。由于交流电动机在轴端常配置有旋转变压器或增量式编码器测量电动机轴转角位置，用来作为电动机磁场定向控制的输入，因此也可以通过对该角度微分的方法得到电动机轴的角速度供速度闭环使用。

对于角位置测量回路，现有比较常用的测量元件中，旋转变压器技术成熟且应用广泛，有单极、多极等不同类型以适应0.2°～0.001°的精度要求。当测角精度较高时，一般只能采用同轴安装形式，由于雷达转台旋转轴内部需要安装汇流环、水铰链等随轴转动设备，通径很大，采用同轴安装的旋变口径将更大，带来制造难度的加大和较高的成本。针对雷达伺服转台结构，可以设计采用精、粗通道两组同步轮系组合测角的方式，粗通道内含一组1:1同步轮系，安装一个高精度单极旋转变压器；精通道内含一组有一定速比的高精度同步轮系，安装一个多对极双通道旋转变压器，两组同步轮系均与负载主轴大齿轮外齿啮合，其结构实现形式详见3.3.5节。该测角回路示意图如图2-24所示。

图2-24　高精度组合测角回路示意图

对于圆感应同步器，由于输出的信号较微弱（一般为毫伏级），容易受到外界干扰，因此该信号需要前级放大。为消除电磁干扰，放大电路需就近装于屏蔽盒内，电路设计选用高增益、低噪声集成运放，采用差动放大方式。随着元件集成度的提高，国内外已有设计均采用一体式结构框架，通过金属铝外壳将电路和圆感应同步器敏感元件封装成一体，既可起到提高集成度，减小体积、质量的作用，又可以提高抗干扰能力。

伺服系统稳态误差主要由反馈测量元件本身及结构的轴系和传动误差等部分组成。设计中通过对反馈测量元件精度，结构轴系垂直度、平行度、同心度及测量元件传动精度的分解，在各部分满足精度要求的前提下，使系统最终的稳态误差指标得到保证。