感应同步器作为一种精密的测角仪器,与光电编码器相比具有良好的环境适应性、在恶劣的环境下与旋转变压器相比具有更高的测量精度,故广泛应用于航天和工业自动化等领域。随着科学技术的不断进步,感应同步器的本体结构、测角系统和误差补偿得到了大力发展;原本的储存器辅助测量绝对角度逐渐发展到在拓扑结构、角度解算上做出大量改进,从而获得绝对角度;测角系统也随着DSP和FPGA的广泛应用得到了很大的提升;人们对于感应同步器的误差分类也逐渐细化,这些都大大提高了感应同步器的测角精度。因此,本文以绝对式感应同步器为研究对象,把绝对式感应同步器拓扑结构作为研究重点,设计基于FPGA的测角系统,并对其进行误差补偿和分析,从各个方面提高绝对式感应同步器的测角精度。首先,分析了相对式圆感应同步器的工作原理,在此基础上给出了分段绕组激磁鉴相、分段绕组激磁鉴幅、连续绕组激磁鉴相、连续绕组激磁鉴幅的工作方式。本文针对分段绕组激磁鉴幅的方式采用跟踪变换法来鉴别相对角度,在跟踪变换法的基础上解算绝对角度。最后给出了感应同步器的误差类型及存在形式。其次,提出了一种新的绝对式感应同步器拓扑结构,转子采用181对极和180对极双绕组结构作为内外绕组,研究了定转子绕组的拓扑结构、连线方式、绝对式感应同步器的基板结构、以及对外传输信号的耦合变压器拓扑结构。仿真分别验证了181对极和180对极绕组结构的正确性,以及耦合变压器拓扑结构参数的可行性。再次,在基于FPGA的基础上,设计了测角系统即信号处理电路。首先产生幅值随指令位移角变化的方波信号;对该信号滤得基波并进行功率放大,作为正余弦绕组的激磁信号。将放大后的激磁信号给进感应同步器的分段绕组即定子绕组上,利用耦合变压器对连续绕组的输出信号进行对外连接,将耦合变压器的输出端经过前置放大电路进行放大并滤去高频激磁信号;再经过由模拟开关控制选择的两个滤波电路分别滤得相对角度信号和绝对角度信号,然后连入模数转换电路,最后在FPGA的内部进行数字信号处理,得到相对角度和绝对角度。最后,对绝对式感应同步器拓扑及测角系统进行实验验证。搭建了以EP4CE6U1417N芯片为核心的绝对式感应同步器测角系统平台。首先对方波信号和及其滤波后的激磁信号和输出信号进行了实验测试;其次,对耦合变压器空载一次侧二次侧波形进行了实验测试;再将绝对式感应同步器装配在电机上,进行角位置测量;之后利用雷尼绍XL-80激光干涉仪测试其180对极的角度误差,并对其误差进行基于改进粒子群算法的模型拟合;最后测试其补偿后的绝对角度测量精度。