Brevet FR3071922A1 — publié le 20190405

L' inventon concerne le domaine des de mes u :..tplaucment, qui utiliact un capLouc de dép._o menL induct ARIRE PLAN DE L'INVEYTION Les capteurs déplacement indue._ , tels que les LVDTs ()0c- Lne, 'la niable Differential Tr;-iri,:fnrmer), les RVD ............oav Val.lable crG2:ial I iJns rr-er) ou les -ésoiveurs, sont utilises ca oe nu jobs applications do divers domaines 7ricust': On trouve notamment de nombreux capteurs de déplacement inductifs dans les o±rcr:nls modernes dans lesquels les actionneurs électroiecani EL:nplacent proqressivement les actionneurs =nu mec neues et les a.Tq-.ic, ,eurs hydrauliques. Un tel capteur de déplacemen'.1 inductif comporte classi=ement uh bobinage primaire, un premier bobinage seconda, -et -deuxième bobinage secondai tension excitation est appliquée primaire. Une pr=re tension mes ,ux bornes du premioc bobinage secondaire et doc tension de mesure est générée oux bornes du deuxième. bobinage. secondaire. Un circuit éicc.nricrue de traiLe-reht Jert alors-tensimi de mesure et la deuxiàm, ion. de I:iic ce, et estime un déplacement axial partir de la première tension de mesuré de 1 deuzime tension de mesure. Une démodulation synchrone est souvent mise 011 OEuvre dans circuit électrique de Lraiteme= pour le dépl 11t. La démodulation synchrone con,:i r iLnnent à multlLclier la première tension de mesure par la :_ension d'excitation en phase et par la tension d'excioaoicc en ,.-ture de phase, et à multiplier la deuxième tension de mesure par la -ation en phase et par la tension d'excitation r de pl-Ee. 2 JL de traitement doit donc , tension --tat-e,n pour la Tehrone. es: fréquent que la tension d'excitation ne 5 soit pas générée par le circuit électrique de traite-rent, par un circuit électrique de énéaLion distince Thi électrique de traiteITicfi cL pussiblement situé à uuc certaine disteeee du circuit él ec:.ioue de traitement. Le cireuit électrique de traitement cc r 10 rrple être interné dans un équipemen situé eens la soute de l'aéronef, alors crle le circuit t de génération peut pa- exeTple être in un équipernert dépor:.é gTué à lo Y.imité d'un ac._icnneur. circuiL ique de traitement et 2 rcuit 15 électrique de géi:rcI ion doivent donc être reliee peee un. câble qui transmet au circuit électrique de traiteTent la er,,Hn d'excitation. OBJET DE L'=ENTION L en-en i n a pour o de réduire Ja masse et 20 d'augmenter la fiabilité d'urT svstm un e:epeur de déplacement inductif et un de tr ment. RESUMI DE L'INVE=ON En e La réalisation de ce but, on propose un 25 procédé esere d'un déplacement comorenant les étapes de : - acquérir et numériser une première tension de mesure bornes d'un premier enroulement secondaire et de e,nsion de mesure aux bornes d'un deuxième 30 roelement eondaire -'un capteur de déplacement indue :tif ; - multiplier la première t n de mesure par elle-même pour obtenir une premii:re composante d'un- vecteur croisé, multiplier la deene tension de meeL 35 par elle-même pour obtenir une ler composante multiplier la oremière tenF,ie:n de vecteur et deu ème t-.ersion de mesure entre aï las pour une t r aTTpcsa ccc ci-.1 vecteur CrO,. 5é ure nir - a _liguer vecteur croisé en entrée d'un filtre passe-bas pour obtenir un vecteur filtré ; le déplacement à partir des c du vecteur filtré. Le procédé de mesure selon l'inve.rition n'utilise donc pas, pour estimer le déplacemene, une tension 10 d'excitation appliquée aux bornes d'un bobinage primaire du capteur de déplacement inductif. On supprime ainsi un câble utilisé trar- ornellement pour transmettre la tension d'-- ±_tation, et 'on réduit donc la masse d'un système 15 comnant le capteur de déplacement inductif et un uiruu_t électrique de traitement, tout en augmentant la dudit c'.ct.eme. destini for,ose aussi un circuit électriii être co:cucicL é un capteur Lraitem 20 déoncemL le électrique de 'f teT comprena= un composant de traitement agencé pour en oeuvre le procédé de mesuc nui vient d'êtr dec.Lit. On propose en outre un système comprenn circuit électrique de traitement tel que celui qui vient d'être 25 décrit et capteur inductif de dénlacement. D'au=res carac-cé-'siques et avantages de l'invention ressortiront é la lecture de la description oui suit de modes de réalisation particu"--s non limitatifs de l'inve _on. 30 BRIVE DESCRIPTTOIJ DES iiFdili Il sera fait référence aux cess lesquels : - la 1 représente un sysU=c comprenant un r:2solveur, un circuit électrique d'acquisit'on, un 35 électrique traitement et un circuit de génération, un acacédé de mesure selon un preccc nodc de cé.clisation de _.'invention étant mis en oeuvre dans le -cuit électrique de traitement ; - la figure 2 représente un composant de traitement du circuit électrique de traitement ; - Ja figure 3 représente une étape d'initialisation du procédé de mesure selon le prciicr mode dc réalisation de l'inventzion ; - la figure 4 représente des étapes du procédé de 10 mesure selon le premier mode de réalisation de l'irvetion ; - 1 4Lre 5 rer)rés nte un compoant de traitement d'un élecr Je de traitement dans lequel est mis en CET:TT un procéoe de mesure selon un deuxième mode de 15 réaisation de l''nvé-ion - la figure 6 représente une étape d'initiali du. proc n ;a selon le deuxième mode de rIisacon de l'invention ccc du procédé cie réalisation de - la figure 7 -es 20 mesure selon le l'invention. DESCRIPTION DETAILLF,E DE L'INVENTION Le procédé de mesure sel.on un prem mode de réaliacLion de l'invention est destiné à..sucer une 25 pasi 1cc angu_aire d'un rot.or d'un moteur. électriqac cVY:1n actin cc électromécanique. 12,n référence à la figure 1, un résolveur 1 est ircé dans le moteur électrue. Le résolveur 1 stator et cc rotor solidaire en rotation du 30 meour électriLpe. On mc::..,;ure un déplacement angulaire du rotor du reolveur I pour obtenir une estimation de la position angulaire du rotor du moteur électrique. Le procédé daciesure est mis en ceirire dans un 35 Toosant de traceice.nt 2 d'un circuit élcaccaque de 5 tranem. 3. Le cira dt electrique de traitement mofte sur une carte eieetri.gue intto le dans un premier électrique. Le premier équipement_ électrique est par exemple un calculateur, un cencentrateur de 5 données, une unité de contrôle, etc. Le =Dosant de traitement 2 eci. ici un FPGA, mais pourrait un composant difreren.., par exemple un microcontrôleur, un processel. un ASIC, etc. Le t électrique de traite=n..._ 3 est connecté à 10 1111 circuit électrique d'acquisition 4, qui est lui-même ccc:-.ecté au résolveur 1. Un circuit électriq - de génec.c on 5 est aussi connue Là au circuit éleeerique d'acquisiteon 4. Le eircui:_. etrique ce généra:A.0n 5 est - sur une carte électrique icrtC dans un 15 deuxiàcc équipement électrique situé à une certaine distance du premier équipement électrique. Le circuit électrique d'acquisiti= 4 ccmcrt.e ccr:v1tissec numérique --logique un premier conv el_i -eur anae -:que rrique 8, un deey.iàme 20 cenverLisseur ana7 -igue rumerique 9, un premier amplificateur un deuxième amplificateur 12 e.c un teur 13. circuit élee_J que de génération 5 est reliée entrée du convertisseur ! analogique 25 7. Une sortie du convertiecss nLur.:iriquc ui cssue 7 est reliée à 'lue entrée du preiier arr.plificetecs 11. Une sortie du premier amplificateur 11 est reliée à une sortie S, du circuit électrique d'acquisition 4, alors lasue éleut_i-lque est reliée à une sortie S2 du 30 circuit electrique d'acquisition 4. Le deuxième aTplificateur 12 est . à qertre résistances RI, R2, R3, R4. La résistan R1 est montée entre une entrée non 'nverseuse du deuxieme amplificateur 12 et su-.rée El circuit é*ectri7.ue Jisition 35 Une u rccnLàre Lure résiseenee 7. CSt e,nneer 6 une;..-.;orre la RI, et une deuxièTp, resist.rce. R2 tée à la mas due. La tans R3 est moNLée entre une ent cc e in seuse du deuxième amplificaLeur 12 et une ent E2 du circuit électrique d'acquisition 4. Une preu,ire borne de la résistance R4 est connectée à une borne de la résistance R, et une deuxième borne de la résistance R4 cccL ,ctée È a mi5sse électrique. Une sortie du deuxième amp. f'cateur 12 est reliée à 10 une entrée du premier convertisseur analogique 71ér4due 9. Une sortie du premier crtisseur n.oqiciue numérique 8 est reliée cc con'oosant de tra Ou circuit électrique de t-ait-ret 3. le trai 13 est associé à 15 quatre résistances Rfl, R'3, Rr4. Les quatre résistances R'1, R'2, R'3, sont montees entre le rsième amplificateur 13 et des entrées - et - et sont iLionnées comme les résistances R2, Une sortie du troisième amplificaeur 13 20 à une entrée du deuxième converTisseur analogique numérique 9. Une sortie du deux- convertisseur arelc-qics.1e numérique 9 est reliée comoosant de enroulc=1_ , iDaire 15 du résolveur 1. Des oornes d'un premier enroulement secondaire 16 du résolveur 1 sont reliées aux entrées El et 52. Des bores d'un deuxième Dule=1,: seconae 17 du résolveur 1 sont reliées aux 30 scu'il convientmesurer la position angu: du rotor du moteur éle..------que, le circuit électrique génération 5 produit une tension d'2x:tation numrique, qr ± est transformée en 35 citation 'ogique par le cccv-ertis t.-4temenu. 2 du circuit électrique de trailment 3. sorties Si et S2 du circuit écecri d'ac isition 4 sont reliées chacune à une Lucre ana:oqique 7 du cire (31er.7tri 1 isition 4. La tension 1 excite m. app 1 e! aux bornes de l':?ruelc[ce rimaire 15 resolveur 1. 5 La tension d'excitation est telle que : sin(wt+9), ou L, w et 9 sont respectivement 1' ampli:ude, la pulsation et la phase de la tensio d'excitation Une première tension de mesee V, aux bornes du 10 premier enroulement secondaire 16 du ré o veur 1 est alors acquise et nun ist. par le deuxiène anplificuteur 12 et par le nreri Dnvertisseur analoqiqJe r=merique 8. D même, un- ..:m:sion de mesure du H Mmc enrounme: (.7ondaire 17 du résolvee 1 15 alors aculse et _Jmerisée par le troisième ampli' cateur 13 et par le cieuxleme convertisseur analogique numérique 9. à la 2, la première tension de _ la iseux:éme t..ension de mesre alors 20 ucuu.Lses par le composant de taitc=nt 2 du circuit électrique de traitement 3. La première tension de mesure V, peut théor:denent être estimée par la 'o-mule Va-VExc. 1(8) , 25 où C ese. le déplacemen,_ angulaire du roter du r veur 1. La deuxième tension de mesure Vb peut théoriquement e2 par la formule : 30 Le composant de traitement 2 a 1.miert aussi de coefficienes Ah 7j et des coefficients AM Cbil. Les eoeffilents AR Caij cnorerinent les coefficients AR C,0, Cao' d'un premier filtre bi-quadratique, et ces Hients AR Can d'un deuxième filtre 35 quadreLique. Les coefficiunts AM Cbjj comprennent des AM Chm des bi-quad 5 Le. de zone morte E. La premier quadraLl.:fue, 10 filtre deuxiè d' étui: ents l'un premier nitre bi-quadct.I quo, et er La M Cb10 Cbll et CIDU - deuxv re que. composant de traitement 2 acquiert de plus un mise en oeuvre du procédé de mesure uc.lse un vecteur état Soo du prei:ucr filtre biun deuxième vecteur d'état Sol du premier dratique, un premier vecteur état Slo du tce Ici quadratique, et un douxiLma vecteur deuxE. Te filtre bi-qualratique. que, daus la présente demande, les vecteurs ,T) t en gras ». 15 les vecLeurs Soo, Soi, Slo et S11 sont des vecteurs comnû '_anL chacun une en1:::rue quatre lignes. 17,n relrence à la fic 3, le procédé de mesure .7-te tout d'abord une étape d'initial 'Lion EO, sa ,-,rs de laquellu les vecteurs Soo, Sol, 510 et S11 sont 20 initialisés à zéro : 0 0 S00=-S01=510=51L= En référencc à la fHgure 4, la première tension de mesure Va est alors mu l:' par elle-même p.-.)ur obtenir uremière cormosra d'un vecheur crcuaé. Vc. La 25 uxime tensid,-, de mosuro Vbest multipliée pacelle-même une ieuxième composante V2 du vecteur croisé V. La première tension de mesure \/ et la deuxième tension de mesure Vb sua L multipliées cuLce elles pour obte.:-cs une troisième connosante V3 du vccLcur croisé V. 30 Unerii-2me composante V4 du vecteur coii,:àe st mise à zérc On Ucuu 9 VB.V, VA.V8 0 5 Le vecteur croisé Vc est alors appl_qul en d'un filtre passe-b. filtre sse-bas permet de ccmposanL en 2co du veteur croisé V. tre parubw uomport rrer filtre bi- 10 quadratique al_ le doumiéme filtre dra If" dsé V, est donc r rut O' ab apoliqué en entr premier fitre bi-quadratique (étape E2;. On obtient les :quations suivantes : .Ve+Soo 15 - : C - - -a00 - - -01 V - Ob 2 - VcCaoi . Vi /i est un vecteur intermédiaire en sortie du premier filtre bi-quadratique. Le vecteur intermédiaire Vi en nsuite app-U 20 entrée du deuxième filtre bi-quadralic (étape E3). Or obtIent alors les équatir divanLes Vf=Cbio.Vi-Sa.o Si0=Cbil - Vi-Cal0 - Vf+S11 Slf=Cb12 - Vi-Cali - Vf 25 VE ert un vecteur filtré en sortie du ,Izieme fl'- bi -otique. Le déplacement angulaire e du rotor du résolveur 1 est alors estimé à partir des cern n-l.es du vecteur filtré Vf. 30 Le prol de meri:e comporte ai-Lsi l'ét OÙ est une premi.è( mpesér:1 Vf, puin de calculer V' OL 10 une d - .._LposaLL du vecLc:ur filtre et nc: de Vfr est alo s détermi.né t une trcisieu::: composante du vecteur filtré Vf (étape E5). Si Vft,U, le déplacement angulaire 9 est est;i:né en utilisant 1 formule 9=atan2(V'fa, V'fb) : étape E6. Si ,:7), le déplaceTent angulaire 0 est ceLimé en utilisant Î formule 0 fa/ fb) : étape E7. On nri%Lc que la fene._ion atan2(y, x) peut être définie ainsi : > 10 atan2(y, x)=arctan(y/x) si atan2(y, x)=n/2-arcta Y_/y y>0, atan2(y, x)=-n/2-arctar si y -E (étape 515), alo.rs le ouèds:-2 de resu =mpo l'étape de poser : Vp,=0 15 Le cernent angulaire 0 alors estimé en utilisant la formula0=00.VR (étape 217). Sinon, le [rcd de mesure comporte calculer : VR-=Vs/VD et V 2 aue E18). 20 Puis, 21upu.r2 avec 1 (étape Si u téplucement angulaire G est estimé en utilisant la formule 9=9,.VR (étape Si 1, le procédé de mes-re l'étape de calculer : 25 VT- 1 (étape E20). Dans ce cas, si : Vf.,0 et VD REVENDICATIONS1. Procédé de mesure d'un déplacement comprenant apes de : - , érir et numériser une n-eTiere tension de mesure (V,) aux bornes d'un p enroulement secondai 6) et une de-2xleme (Vb) aux 72nes ::l'un deuxième enrouemen secondaii:e (17) d'n captc:uo do déplacement inductif (1) ; 10 multiplier la première tension de mesure par elle-même pour obtenir une premièrE _7:pesante 7.,'1) d'un vecteur croisé ), multiplier la d xlèmo t 1 de m.sre par elle-même peur obtenir une deuxième comp:Dsante teur croIsé (Vs), multiplier la première 15 tensiot. mesure et la deuxième tension de mesure entre elles rieur obtenir une troisième composante (V3) du vecte . (Va) ; - appliquer le vooeur croisé en enore d'un fI e nasse-bas pour ooLenir un vecteur filtré (Vf) ; 20 - estimer le lpl-cement à partir des compo2Lintes du vecteur filtré (Vf). 2. Procède de mesure selon la revendicat4on 1, dans lqorl le filtre passe-bas comporte un preTier 25 filtre b quadratique et un deuxiemo filtre biquadratique. 3. Procédé de Tesure selon la revendicoLion 1, clans lequel le copteur de déplacement inductif est un 30 (1) e r dans lequel le déplacement est un L.:ccmen: acjTaire (0), le - dé de mesure =prenant en outre les étapes de : - calculer V'fa= Vfa, où Vf, est une première compoz.I.,,a du vecteur filtré (Vf) 35 uler V'fb Wb, où une deuxième 16 filtre (V.f) ; :E rrui r un if-'e de Vft, où une oisième composante du vecteur filtré - si Vfc0, estimer le déplari=nt ..laire 0 en utilisa- la formule e=atan2(Vrfa, - si Vfc 4. Procédé de mesure selon. la revendication 1, 10 dans lequel le capteur de déplacement inductif est un «Vi:a ou un - 2 , uoser et estimer le u_ilisant la 77olle d=do.VR, ou dO est 20 auemu maximal ; sinon, ca1cu7 V,---Vs/VD et VR2 ; =rimer 1 e a ement d à partir 5. Procédé de mesure selon la ,,endication 4, 25 comprLcc en outre les étapes de : - comparer VR2 avec 1 ; - si V21, estimer le déplacement d en utilisant la fl)r=1(2 d=do.VR , calculer 30 VD