李太平 姜 林 陈伟男 夏振涛 胡继宝

（上海卫星装备研究所，上海200240）

1 引言

感应同步器作为一种电磁传感元件，结构上的多极设计可以很好地匀化加工过程中单极机械误差，最终提高系统的测量精度。同时，感应同步器工作原理完全依赖电磁耦合，具有寿命长、可靠性高、抗污染、耐高低温等一系列优点，被广泛地应用于航天、航空等领域。

针对感应同步器的工作特点，邱子峰等设计了基于DSP 和AVR 的测角系统，但是对于DSP或者AVR 来说，由于感应同步器的解算模块各不相同，没有形成统一的标准，所以没有标准的外设可用。在使用DSP 或者AVR 控制计算模块时，需要用IO 接口模拟，占用了DSP 或者AVR 有限的IO资源。刘丽艳等此方面也进行了深入的研究。

在角度融合方面，上海技术物理研究所做了大量的工作，在融合算法中，采用了七段式融合的方法，最终精度满足了使用要求。文献［7］中，结合解算单元的跟踪原理，推导了粗精通道，以及每个通道的sin、cos 和ref 信号之间的幅值和相位关系要求，为了高精度解算和融合提供了理论支撑。

本文主要设计一套高性能的角度跟踪系统，介绍了系统的硬件设计，重点描述了硬件系统设计、基于谐波注入的角度融合算法和该算法在FPGA 中的实现，最终获得感应同步器的高精度融合绝对角度。试验结果表明，该角度融合系统可以很好的抑制外界干扰，融合精度优于1.22 ×10°，提高了系统的测量精度，满足航天任务的需要。

2 硬件系统设计

如图1所示，相对于文献［3］中采用COM 口与上位机通讯的方式，该硬件系统直接采用JTAG 口与上位机通讯。……