基于磁编码器的伺服电机速度及位置观测器设计

磁编码器是一种基于磁阻效应或霍尔效应的轴角传感器，输出信号是转子角位置的正余弦函数。为获取转子角位置和角速度信息，设计了一种基于状态观测器的磁编码器解调算法。理论分析表明，当伺服电机匀速旋转时，基于二阶和三阶状态观测器的解调算法误差均可渐近收敛至零；当伺服电机匀加速或匀减速旋转时，前者存在原理性偏差，而后者解调误差依然可以渐近收敛至零。与反正切法相比，该算法不需通过数值差分即可获得角速度信息，具有较强的干扰抑制能力。与基于锁相环的角度跟踪法相比，该算法考虑了电机的转速变化，角位置和角速度解算精度较高。实验结果表明，该解调算法是可行的。