Преобразователь кода в угол поворота вала

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с аналоговыми исполнительными устройствами. С целью повышения точности преобразования за счет уменьшения влияния квадратурной составляющей сигнала с выхода СКВТ в преобразователь, содержащий источник 1 опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 2, переключатель квадрантов 3, двигатель 4 с редуктором, усилитель 5, фильтр 6, аналоговый коммутатор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, компаратор 16, регистр 17 хранения кодов, функциональный преобразователь 18 кода в код и цифровой коммутатор 19 кодов, введены сумматор 9, ФЧВ 10, фильтр 11, компараторы 12 и 15, источник 13 напряжения смещения и переключатель 14 импульсов. Вновь введенные элементы обеспечивают режим работы преобразователя в областях малых рассогласований между входным кодом и фактическим положением ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ), при этом управление аналоговым коммутатором осуществляется от сумматорного сигнала выходных обмоток СКВТ, что позволило практически полностью исключить погрешность преобразования, вызываемую наличием квадратурной составляющей в сигналах выходных обмотках СКВТ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2 ае (и) (51)5 Н 03 N

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPM ГКНТ СССР

1 (61) 1363472 (21) 4465292/24-24 (22) 08.06.88 (46) 28.02.90. Бюл. Р 8 (72) В.И. Немковский, В.П. Колодяжный, Д.Н. Никонов и В.Е. Соловей (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1363472, кл. Н 03 М 1/66, 1986.

2 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПО-

ВОРОТА ВАЛА (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с аналоговыми исполнительными устройствами. С целью повышения точности преобразоваЬ

1547070

Йия эа счет уменьшения влияния квадратурной составляющей сигнала с выхода синусно-косинусного врацающегося трансформатора (СКВТ) в преобразователь

5 содержащий источник 1 опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 2, переключатель квадрантов 3, двигатель 4 с редуктором, усилитель 5, фильтр 6, аналоговый

Коммутатор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, компаратор 16, регистр

17 хранения кодов, функциональный

1греобразователь 18 кода в код и цифг говой коммутаторг 19 кодов, введены сумматор 9, ФЧВ 10, фильтр 11, комИзобретение относится к автоматиЙе и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифровых гпычислительных устройств с аналоговыии исполнительными устройствами. 25

Цель изобретения — повьппение точг ости преобразования за счет уменьшения влияния квадратурной составля нцей сигнала с выхода статорных обг готок синусно-косинусного вращаюцего- 30 фя трансформатора.

На фиг. 1 представлена структурная хема предлагаемого преобразователя; а фиг. 2 — диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Преобразователь кода в угол поворота вала содержит источник 1 опорногго напряжения, синусно-косинусный ,вращающийся трансформатор (СКВТ) 2, коммутатор 3 квадрантов„ двигатель, 40

4 с редуктором, усилитель 5, первый фильтр 6 нижних частот, аналоговый г оммутатор 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, сумматор 9, фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) 10, 45 второй фильтр 11 нижних частот, комгпаратор 12, источник 13 напряжения

Смещения, переключатель 14 импульсов, компараторы 15 и 16, регистр 17, блок

18 функционального преобразования кода в код и цифровой коммутатор 19.

Преобразователь работает следующим образом.

Угол 1, на который должен быть развернут ротор СКВТ 2, представлен в регистре 17 кодом N состояцим иэ

Кода старших разрядов и кода младших разрядов. На первый вход коммутатора 3 квадрантов с выхода СКВТ 2 параторы 12 и 15, источник 13 напряжения смецения и переключатель 14 импульсов. Вновь введенные элементы обеспечивают режим работы преобразователя в областях малых рассогласований между входным кодом и фактическим положением ротора СКВТ, при этом управление аналоговым коммутатором осуществляется от суммарного сигнала выходных обмоток СКВТ, что позволяет практически полностью исключить погрешность преобразования, вызываемую наличием квадратурной составляющей в сигналах выходных обмотках СКВТ. 2 ил. поступает сигнал Usin ol a на второй, вход — Ucoso(, где U = 1. sinu t выходное напряжение источника

С выхода коммутатора 3 квадрантов выходные сигналы СКВТ 2, приведенные к первому квадранту, поступают на аналоговые входы аналогового коммутатора 7.

Для управления аналоговым коммутатором 7 используется один иэ двух сформированных сигналов прямоугольной формы несущей частоты опорного напряжения: первый — с помощью компаратора 16 от источника 1 опорного напряжения, второй — с помощью сумматора 9 и компаратора 15, причем входы сумматора 9 подключены к выходу коммутатора 3 квадрантов.

Первый иэ сформированных сигналов прямоугольной формы может иметь сдвиг по фазе по отношению к полезным составляющим сигналов статорных обмоток

СКВТ 2, второй не имеет подобного сдвига.

В первом квадранте напряжения на входах коммутатора 3 квадрантов обратны по фазе, что необходимо, поскольку на выходе фильтра 6 нижних частот должен формироваться сигнал, пропорциональный разности заданного угла Ы и угла рассогласования СКВТ 2.

В связи с этим для того, чтобы в первом квадранте в сумматоре 9 происходило сложение по абсолютной величине мгновенных значений амплитуд выходных напряжений коммутатор 3 квадрантов, на входе сумматора 9 производится вычитание входных напряжений.

5 15

На фиг. 2о1, показаны зависимости действующих напряжений U u U на

1 Z выходе коммутатора 3 квадрантов от угла рассогласования СКВТ, приведенного к первому квадранту; на фиг.2 а— зависимости U суммы дей»ствуюцих напряжений U, и Uz от угла рассогласо-! вания СКВТ, при этом положительные значения U u Uz соответствуют совпадению их фаз с фазой опорного напряжения, а отрицательные — обратной фазе. Напряжение с выхода сумматора

9, демодулированное фаэочувствительным выпрямителем 10 и сглаженное фильтром 11 по форме совпадает с формой напряжения U на фиг.2 8.

Из фиг. 2в видно, что фаза сигнала на выходе сумматора 9 совпадает с фазой опорного напряжения при p! (,(-О <>

» (g, где o(„=-45, о = 135 . Сигнал с выхода фильтра 11 поступает на компаратор 12, на вход которого подается и напряжение смещения (фиг.2 ) с выхода источника 13 напряжения смещения. На выходе компаратора 12 формируется высокий потенциал (фиг ° 2ъ) в диапазоне Ыз(о((Ы „ суженном на несколько градусов по отношению к интервалу o(, (о((Ы благодаря напряжению смещения от источника 13. Это необходимо, поскольку при a(,= d u напряжение на выходе сумматора 9 и импульсы на выходе компаратора 15 будут отсутствовать.

Таким образом, при д,(< (,т.е. при высоком потенциале на выходе компаратора 12, переключатель 14 импульсов находится в исходном положении, при котором он передает на уп-. равляющий вход аналогового коммута тора 7 импульсы с выхода компаратора

15, совпадающие по фазе с фазой полез ных составляюцих статорных обмоток

СКВТ, обеспечивая подавление квадратурных составляющих. При больших углах рассогласования на выходе компаратора 12 низкий потенциал (фиг.2»,).

Переключатель 4, подключенный на управляющий вход аналогового коммутатора 7, передает импульсы с выхода компаратора 16, сформированные от опорного напряжения. Поскольку они сдвинуты по фазе по отношению к по лезной составляющей сигналов СКВТ, полного подавления квадратурной составляющей не будет. Однако это не скажется на точности преобразования, так как полезная составляющая будет

Выходное постоянное напряжение фильтра 6 через усилитель 5 воздействует на двигатель 4, который разворачивает ротор СКВТ 2 до устранения рассогласования между Ы и N.

Таким образом, при малых углах рассогласования между a(и N на управляющий вход ФЧВ tO поступает сигнал, совпадающий по частоте и фазе с полезной составляюцей выходных сигналов

СКВТ, что обеспечивает подавление квадратурной составляюцей и повьппает точность преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь кода в угол поворота вала по авт. св. К- 1363472, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены сумматор, фазо,чувствительный выпрямитель, второй и третий компараторы, второй фильтр нижних частот, источник напряжения смещения, а между выходом первого компаратора и управляющими входами аналогового и цифрового коммутаторов включен первым входом и выходом переключатель импульсов, первый и второй выходы-коммутатора квадрантов соеди иены соответственно .с инвертируюцим и неинвертирующим входами сумматора, выход которого соединен с входом второго компаратора и одним входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с первым входом третьего компаратора, выход которого соединен с управляющим входом пере40

47070 6 значительно больше паразитной составляющей и последняя не сможет изменить знак результирующего напря5 жения на выходе фильтра 6.

Блок 18 из входного кода N регистра 17 формирует коды N = соз Л и

NZ = sin N. В первый полупериод опорного напряжения на входы ПЬП 8 поступают сигналы U. sin(g- N) и cos N, а во второй полупериод — сигналы

П cos(Ы- N) и sin N. ЦАП 8 работает в режиме перемножения входных сигналов, поступающих на аналоговьп» и цифровой входы. На выходе усилителя 5 выделяется постоянная состав-! ляющая разности выходных напряжений

ЦАП 8 в двух полупериодах, пропорциона»»ьная s in (о(— N) °

1547070 ю 0 Ф

2 Ри. Г

Составитель В. Фатеев

Техред Л. Сердюкова, Корректор В, Гирняк

Редактор А. Лежнина

Подписное

Тираж 666

Заказ 85

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 ключателя импульсов, выход первого компаратора соединен с другим входом 1аэочувствительного выпрямителя, выход второго компаратора соединен с вторым входом переключателя импульсов, выход источника напряжения смещения соединен с вторым входом третьего компаратора.