Способ преобразования угла поворота вала в код и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК H03M1/64 

(Л

с;

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

й

СП

ч

С цепью повышения быстродействия путем форьшроваиия кода угла в произ вольные моменты времени несколько ра за.период питающего напряжения по способу преобразования угла поворота вала в код, основанном на формировании опорных квадратурных сигналов переменного тока U и U, преобразовании угла поворота в один фазньй сигнал переменного тока Uj, определении первого значения напряжения одного фазного сигнала, -определении второго знгячения напряжения, квадратурного первому, и сравнении их ме5кду собой по модулю, вычислении кода угла, формируют другой фазный сигнал переменного тока U, квадратурный сигналу Uj, определяют в про- извольньп4 момент времени t; одновременно с первым из; второе значение.

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения - повыщение быстродействия преобразоваШ Ш.

На чертеже представлена структурная схема устройства для пр.еобра- зования угла поворота вала в код. ,

Устройство содержит источник 1 квадра . урньп. напряжений, фазовращатель 2, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 3-6, вычислитель 7, генератор 8 импульсов. Вычислитель 7 содержит сумматоры 9-11, вычитатели 12 и 13, цифровые компараторы 14 и 15, блоки 16 и 17 сравнения модулей квадраторы 18 и 19, блоки 20 и-21 деления, блоки 22 - 24 функционального преобразования кодов (ФПК), выполненные в виде блоков постоянной памяти, арифметико-логические блоки 25 и 26, регистр 27 и кодовую шину28

Способ преобразования угла поворота вала в код заключается в том, что источник 1 формирует опорные квадратурные сигналы переменного тока и, Usinfc t и Ui Ucoswt, которые поступают на входы фазовращателя 2, где преобразуются в. два

и 4, другого фазного сигнала, третье и,; и четвертое U,; значения напряжений квадратурных сигналов, а величину угла поворота о( определяют по формуле, В устройство для осуществления способа, содержащее источник 1 квадратурных напряжений, фазовращатель 2 и вычислитель 7, введены аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 3-6 и генератор 8 импульсов, по переднему фронту которого А1Щ 3-6 формируют коды мгновенных значений входных и выходных сигналов фазовращателя 2. Вычислитель 7 по выходным кодам А1ДП 3-6 формирует код угла, который задним фронтом импульса генератора 8 фиксируется в регистре 7 вь числителя, передается потребителю. 2 с, и 1 з.п. ф-лы, 1 ил

фазных квадратурных сигнала переменного тока и 3 Us 1п(а)с+с() и U4 Ucos(wt+of), сдвинутых по фазе пропорционально углу а/, поворота ротора

фазовращателя 2 относительно опорных сигналов и, и и, В произвольный момент времени t . по импульсу генератора 8, несинхронизированного с частотой источника 1, определяют

на АЦП 3-6 коды мгновенных значений напряжений опорных и фазных сигналов переменного тока U, . Выходные коды АЦП 3-6 поступают на информационные входы вычислителя 7. В бло

ке 16 сравнивают по модулю значения напряжений опорных сигналов (U,;l и , а в блоке 17 сравнивают по модулю значения напряжений фазных сигналов 1и,,;1и (ифЛ . В сумматорах

9 и 10 формируют суммы значений

напряжений опорных + и фазных и, + и.; сигналов соответственно, а в вычитателе 12 фop шpyют разность и i - и ,,.

В цифровом компараторе 14 срав- нивают между собой значения напряжений опорных сигналов Ui, H , а в цифровом компараторе 15 сравнивают между собой значения напряжений фазных сигналов Uj и U .f . В квадраторах 18 и 19 формируют квад

раты опорных напряжений U. „ . . , сумма которых образуется в сумматоре 11. На выходах блока 23 ФПК формируются значения V2(U2+ и)

1; If

которые в качестве делителя поступают на входы блока 21. На выходах блока 21 формируются коды отношений

и UV,

U5i

Usi + и 4,- , поступающие в

2(и, + Ш,.) блок 24 ФПК. На выходах блока 24 формируются коды arcsin Uj. Блок

и

;

отношений -, поступающие в блок 22

20 формирует коды

U2i + Uii

-

ФПК, на выходах которого формиру- ются коды arctg U . По кодовой шине 28 поступает код, соответствующий 180. Арифметико-логический блок 25 формирует коды arctg Uj; + + m 180, а арифметико-логический блок 26 формирует коды (-1) arcs in 1)5;+ n 180°. Выходной код угла о поворота фазовращателя 2 формирует в вычитателе 13,

о1 (-1) arcsin n 180 - (arctg m 180)

и задним фронтом импульса генератора 8 переписьшается в регистр 27, откуда передается потребителю.

В предлагаемом способе и устройстве осуществляется компенсация погрешностей, вызванных неортогональностью и неравенством амплитуд питающих напряжения. Цикл работы предлагаемого устройства определяется суммарным временем преобразования одного А1Щ и цикла работы вычислителя 7. В результате быстродействие предлагаемых способа и устройства увеличивается.

Формула изобретени

лении второго значения напряжения, квадратурного первому, и сравнении их меящу собой по модулю, вычисле- g НИИ кода утла в зависимости от результата сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, в нем преобразуют угол поворо10 та вала в другой фазньй сигнал переменного тока, квадратурный одному фазному сигналу, определяют третье и четвертое значения напряжений для опорных квадратурных сигналов, оп,5 ределение второго значения напряжения, квадратурного первому, осуществляют для другого фазного сигнала одновременно с определением первого значения напряжения для одного фаз2Q ного сигнала и с определением третьего и четвертого значений напряжений для опорных квадратурных сигналов, момент определения значений напряжений выбирают произвольно, а величину

25 кода угла вычисляют по формулеV

о( (-1Г arcsin

30

- (arctg

Ui + и,

л/2(и2 +т

+ m 180

где и

J

и„

и,, и

5

первое и второе значения напряжений фазных сигналов;

третье и четвертое значения напряжений опорных квадратурных сигналов;

О при Uj i U

45

m

50 источник квадратурных напряжений, выходы которого соединены с входами фазовращателя, вычислитель, выходы которого являются выходами устройства, отличающееся тем,

55 что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены четыре аналого-цифровых преобразователя и генератор импульсов, выходы источника квадратурных напряжений и фазовращатель соединены с информационными входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей, выходы которых соединены соответственн с первым, вторым, третьим и четвертым информационными входами вычислителя, а выход генератора импульсов соединен с входами синхронизации аналого-цифровых преобразователей и вычислителя.

5

0

5

0

5

соединены соответственно с первыми, вторыми, третьими и четвертыми группами входов первого арифметико-логического блока, выходы которого соединены с первыми входами второго вычитателя, входы второго блока сравнения модулей являются третьим и четвертым входами вычислителя и попарно соединены с входами второго цифрового компаратора и входами второго сумматора, выходы которого соединены с первыми входами второго блока деления, выходы первого и второго квадраторов соединены с входами третьего сумматора, выходы которого через второй блок функционального преобразования кодов соединены с вторыми входами второго блока деления, выходы второго блока деления соединены с входами третьего блока функционального преобразования кодов, выходы которого, а также выходы второго цифрового компаратора, выходы второго блока сравнения модулей и кодовая шина соединены с первыми, вторыми, третьими и четвертыми группами входов второго арифметико-логического блока, выходы которого соединены с втор ьг- ми входами второго вьмитателя, выходы второго вычитателя соединены с информационными входами регистра, вход синхронизации которого является входом синхронизации вычислителя, а выходы регистра являются выходами вычитателя.