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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种基于FPGA的抗辐射编码器容错系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116734773B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310578060.0，技术领域涉及：G01B11/26；该发明授权一种基于FPGA的抗辐射编码器容错系统是由姜潮;董威;王中华设计研发完成，并于2023-05-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于FPGA的抗辐射编码器容错系统在说明书摘要公布了：一种基于FPGA的抗辐射编码器容错系统，包括：旋转变压器、光电编码器码盘、光电编码器工作硬件电路、光电编码器备份硬件电路、切换电路和FPGA，旋转变压器为故障诊断和电路切换提供基准，光电编码器码盘为系统正常工作时测量角度信息所用码盘，切换电路用于在工作硬件电路失效时切换至备份硬件电路，FPGA判断工作硬件电路是否正常工作和控制切换过程，FPGA包括幅值调整模块、相位补偿模块和自适应滤波模块，根据模块的输出计算FPGA整合数据，输出经FPGA处理的光电编码器角度信息。本发明可为辐射环境下电机控制系统提供角度信号，提高编码器系统在核辐射环境下的长时服役可靠性，具有体积小、功耗低、分辨率高等优点。

本发明授权一种基于FPGA的抗辐射编码器容错系统在权利要求书中公布了：1.一种基于FPGA的抗辐射编码器容错系统，包括：旋转变压器、光电编码器码盘、光电编码器工作硬件电路、光电编码器备份硬件电路、切换电路和FPGA，所述旋转变压器为故障诊断和电路切换提供基准，所述光电编码器码盘为系统正常工作时测量角度信息所用码盘，所述旋转变压器与所述光电编码器码盘共同安装于同一待测旋转轴上并随待测轴一起转动，将轴转动的角度信息转变成电信号分别传出，所述切换电路用于在光电编码器工作硬件电路失效时切换至光电编码器备份硬件电路，所述FPGA判断光电编码器工作硬件电路是否正常工作和控制切换过程，所述旋转变压器测得的角度信息输出至FPGA，同时经过光电编码器工作硬件电路细分后的光栅信号也输出给FPGA，所述FPGA包括幅值调整模块、相位补偿模块和自适应滤波模块，根据所述幅值调整模块、所述相位补偿模块和所述自适应滤波模块的输出计算FPGA整合数据，输出经FPGA处理的光电编码器角度信息；所述光电编码器备份硬件电路采用不上电的冷备份，具体电路与光电编码器工作硬件电路相同；所述幅值调整模块用于正余弦信号幅值不等的处理，所述FPGA分别对光电编码器正余弦幅值进行采样，当二者大小相等时，将此刻幅值输出并存储，覆盖前一次存储值，否则将存储的前一次正余弦幅值赋给当前值输出，并且保留前一次存储的正余弦幅值，循环这一过程，消除正余弦信号幅值不等的影响；所述相位补偿模块用于处理相位不正交，对输入所述FPGA中不满足相位正交的正余弦光栅信号进行相位补偿；所述FPGA对光电编码器正余弦信号进行采样，当同一时刻二者采样值相等且大于0时，记录此刻采样值，并通过此采样值计算光电编码器余弦信号当前时刻的相位Ф0，以此作为后续两信号同周期内第一个交点处余弦相位的参考值，后续FPGA每次检测到同一时刻正余弦信号采样值相等且大于0时，通过此刻采样值计算出余弦相位Фi，判断Фi与Ф0是否相等，若相等则无需补偿；否则计算|Ф0-Фi|，得到的值即为此周期的相位补偿，并通过该值计算出此周期余弦信号采样值的补偿值，修正此周期的余弦信号采样值，完成相位补偿；所述自适应滤波模块用于消除谐波分量和噪声处理，接收所述相位补偿模块的输出作为精码，将旋转变压器输出计算出的值作为整合数据的初始权值，与输入FPGA的粗码进行叠加，计算光电编码器角度输出；将所述旋转变压器输出的角度信息和所述光电编码器角度输出做差并计算误差，以所述误差的大小为标准调整步长；以调整后的步长更新整合数据的权值，再以更新后的权值计算所述光电编码器角度输出，使得所述光电编码器角度输出逐渐接近所述旋转变压器输出，从而输出最终经FPGA处理的光电编码器角度信息。

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