Преобразователь кода в угол поворота вала Советский патент 1990 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к автомати- ie и вычислительной технике и может $ыть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с аналоговыми исполнительными устройствами.

Цель изобретения - повышение точ- Йости преобразования за счет умень- фения влияния квадратурной составля- фщей сигнала с выхода статорных об- JJIOTOK синусно-косинусного вращающего- я трансформатора.

На фиг. 1 представлена структурная хема предлагаемого преобразователя; ча фиг. 2 - диаграммы, поясняющие Принцип его работы.

Преобразователь кода в угол поворота вала содержит источник 1 опорно™ напряжения, синусно-косинусный . / (Вращающийся трансформатор (СКВТ) 2, коммутатор 3 квадрантов., двигатель 4 с редуктором, усилитель 5, первый фильтр 6 нижних частот, аналоговый коммутатор 7, цифроаналоговый преобразователь (1Щ1) 8, сумматор 9, фазо- чувствительный выпрямитель (ФЧВ) 10, Второй фильтр 11 нижних частот, компаратор 12, источник 13 напряжения смещения, переключатель 14 импульсов, компараторы 15 и 16, регистр 17, блок 8 функционального преобразования кода в код и цифровой коммутатор 19.

Преобразователь работает следующим образом.

Угол о( , на который должен быть развернут ротор СКВТ 2, представлен 8 регистре 17 кодом N, состоящим из Кода старших разрядов и кода младших разрядов. На первый вход коммутатора 3 квадрантов с выхода СКВТ 2

поступает сигнал Us in J., а на второй вход - Ucoso, где U Umsinwt - выходное напряжение источника 1.

С выхо.да 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 из двух сформированных сигналов прямоугольной формы несущей частоты опорного напряжения: первый - с помощью компаратора 16 от источника Топорного напряжения, второй - с помощью сумматора 9 и компаратора 15, причем входы сумматора 9 подключены к выход коммутатора 3 квадрантов.

Первый из сформированных сигналов прямоугольной формы может иметь сдви 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 об- ратны по фазе, что необходимо, поскольку на выходе фильтра 6 нижних частот должен формироваться сигнал, пропорциональный разности заданного угла о 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.

51

показаны зависимости

На фиг. 2а, действующих напряжений U1 и U2 на выходе коммутатора 3 квадрантов от угла рассогласования СКВТ, приведенного к первому квадранту; на зависимости U3 суммы действующих напряжений U1 и U от угла рассогласо-г вания СКВТ, при этом положительные значения U7 и U2 соответствуют сов- падению их фаз с фазой опорного напряжения, а отрицательные - обратной фазе. Напряжение с выхода сумматора 9, демодулированное фазочувствитель- ным выпрямителем 10 и сглаженное фильтром 11, по форме совпадает с формой напряжения U, на фиг.2 в.

Из фиг. 2в видно, что фаза сигнала на выходе сумматора 9 совпадает с фазой опорного напряжения при /, . of t

. „ л .

, где -45

135 . Сигнал с

выхода фильтра 11 поступает на компаратор 12, на вход которого подается и напряжение смещения (фиг.2в) с выхода источника 13 напряжения сме- щения. На выходе компаратора 12 формируется высокий потенциал (фиг.2г) в диапазоне 3 г о 4 , суженном на несколько градусов по отношению к интервалу di at t of благодаря напря- жению смещения от источника 13. Это необходимо, поскольку при /, d и d. i напряжение на выходе сумматора 9 и импульсы на выходе компаратора 15 будут отсутствовать.

Таким образом, при с с/ ,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 коммутатора 7 импульсы с выхода компаратора 15, совладающие по фазе с фазой поленых составляющих статорных обмоток СКВТ, обеспечивая подавление квадра- турных составляющих. При больших углах рассогласования на выходе компаратора 12 низкий потенциал (фиг.21). Переключатель 4, подключенный на управляющий вход аналогового комму- татора 7, передает импульсы с выхода компаратора 16, сформированные от опорного напряжения. Поскольку они сдвинуты по фазе по отношению к полезной составляющей сигналов СКВТ, полного подавления квадратурной составляющей не будет Однако это не скажется на точности преобразования, так как полезная составляющая будет

5

0

5 0

5 0 5

5

0

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

Блок 18 из входного кода N регистра 1 7 формирует коды N., cos N и N2 sin N. В первый полупериод опорного напряжения на входы ЦАЛ 8 поступают сигналы U Sin() и cos N, а во второй полупериод - сигналы t). cos (об- N) и sin N. ЦАЛ 8 работает в режиме перемножения входных сигналов, поступающих на аналоговый и цифровой входы. На выходе усилителя 5 выделяется постоянная составляющая разности выходных напряжений ЦАЛ 8 в двух полупериодах, пропорциональная sin(oi- N) .

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

Таким образом, при малых углах рассогласования между и N на управляющий вход ФЧВ 10 поступает сигнал, совпадающий по частоте и фазе с полезной составляющей выходных сигналов СКВТ, что обеспечивает подавление квадратурной составляющей и повышает точность преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь кода в угол поворота вала по авт. св. № 1363472, отличающийся 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 соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами сумматора, выход которого соединен с входом второго компаратора и одним входом фазо- чувствительного выпрямителя, выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с первым входом третьего компаратора, выход которого соединен с управляющим входом переключателя импульсов, выход первого компаратора соединен с другим входом фаэочувствительного выпрямителя, выход второго компаратора соединен с с

вторым входом переключателя импульсов, выход источника напряжения смещения соединен с вторым входом третьего компаратора.

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.

I

сЈз О I ц

г

Фиг2

Редактор А. Лежнина

Составитель В. Фатеев Техред Л.Сердюкова,

Заказ 85/

Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор в, Гирняк

Подписное