Преобразователь угол-дискретное приращение фазы Советский патент 1980 года по МПК G08C9/00 

1

Изобретение относится к. области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования угла поворота вала в код.

Известен преобразователь угла поворота ваша в число импульсов, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, два электрических фильтра, двойную фазосдвигающую цепочку, два компаратора, триггер, три вентиля, двоичный счетчик, элемент совпадения, триггер с раздельными входами, два индикатора, знака фазы, инвертор и элементы ИЛИ I.

Недостатком такого преобразователя является наличие динамической погрешности при скоростях вращения ротора фазовращателя больших

где п число разрядов выходного кода а Т - период частоты питающего синусно-косинусный трансформатор нап-ряжения.

Известен преобразователь фаза последовательность импульсов, содер.жащий усилители, генератор тактовых импульсов, формирователь блокирующего напряжения, счетчик-делитель, фомирователь -синусоидального напряжения, фазовый датчик, формирователь фазовых импульсов, вентиль, следящий счетчик, синхронизатор, дешифратор и элемент И 2,

Большая погрешность преобразования при скоростях вращения входного-, вала Ciji- fiY является недостатком этого преобразователя.

Наиболее близким техническимре0шением к данному является преобразователь УГО.Л - дискретное приращение фазы, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, тактовый вход которого соединен с входной клеммой преобразователя, форкмрова(тель синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним из входов первого элемента

0 И, регистр кода, выход которого соединен с другим входом первого элемента. И и одним из входов второго э.пеменТа И, и третий элемент И 3.

Недостатком этого преобразователя

5

является большая погрешность преобразования при скоростях больших; ии

Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет уменьшения погрешности, возникающей при высоких скоростях 21

си

вращения вала.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь угол - дискретное приращение фазы введены элемент задержки, сумматор, вычитатель, блок запрета экстраполяции, блок определения приращения, блок преобразования код-частота и два дополнительных элемента И, выход формирователя фазового импульса через элемент задержки соединен с другим входом второго элемента И и с одними из входов третьего элемента И и первого дополнительного элемента И, выходы второго и третьего элементов И через сумматор подключены к одному из входов блока преобразования код частота, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход формирователя фазового импульса соединен с одними из входов блока определения приращения и второго дополнительного элемента И, выход блока определения приращения соединен с другими входами дополнительных элементов И, выходы которых подключены соответственно к первым входам регистра кода и вычитателя, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И и одним из- входов, блока запрета экстраполяции, выход которого подклйчен ко второму входу регистра кода, первого элемента И соединен со втгорым входом вычитателя и другим входом блока запрета экстраполяции, другой вход блока определения приращения соединен С входной клемг/ой преобразователя.

Блок-схема устройства приведена на чертеже. ,

Преобразователь содержит дели.тель 1 частоты, формирователь 2 синусоидального напряжения, фазовращатель 3, формирователь 4 фазового импульса элементы И 5-9, регистр кода 10, вычитатель 11, блок преобразователя 12 код-частота, элемент задержки 13, элемент запрета экстраполяции 14, блок определения приращения 15, сумматор 16.

: Преобразователь работает следующим образом.

Тактовые импульсы с частотой f посту-пают на делитель 1 частоты, имещий коэффициент пересчета 2 , где п - число разрядов делителя 1 частоты. С формирователя 2 синусоидального напряжения осуществляется запитка фазовращателя 3, на выходе которого формируется синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения на угол, равный углу разворота ротора фазовращателя 3,. и затем .поступает, на формирователь 4 фазового импульса. Формирователь 4 фазового импульса вырабатывает фазовый импульс в

перехода синусоидального напряжения через, нуль. Уменьшение погрешности преобразования, возникающей при выIXdlUUJ

air N соких скоростях ( -

вращения

Ч 2

входного вала, осуществляется следующим, образом.

В блоке определения приращения 15

N 1 - измеряется приращение где N и N.,- - значения кода угла в V и .1-1 циклах преобразования, а

каждый цикл преобразования Т п

и з-атем осуществляется линейная экстраполяция дискретного приращени угла на следующий цикл с помощью блока преобразования 12 код-частота формирующий расставленные на интервале Т импудьсы, число которых равно uN . Приращена:е угла хранится в регистре .кода 10, куда онопереписывается через элемент И 7 зaдepжaн

на -с; - элементом задержки 13 фазовым импульсом. В сумматоре 16 алгебраически складывается значение ДЫ, переписываемое из регистра кода 10 через элемент И 5 задержанным фазовым импульсом и погрешность измерения приращенияД р . , равная разности между приращением угла в i-OM цикле, вводимом из блока .определения приращения 15 через элемент И 8 фазовым импульсом, и в предыдущем i-1-ом цикле преобразования, вводимом из регистра кода 10 через элемент И 9 фазовым импульсом. Выражение дляЛрр - имеет следующий вид

..,

определяется в вычитателе 11 и переписывается через элемент И 6 из вычитателя 11 задержанным (1азовым импульсом в сумматор 16. Блок запрета экстраполяции 14, на вход которого поступает информация с вычитателя 1 и регистра кода 10, переписываемая через элемент И 9 фазовым импульсом определяет, когда необходимо использование линейной экстраполяции, и осуществляет сброс в О регистра кода 10, так как в случае дрожания фазового импульса возможна погрешность при использовании экстрдполяции. Таким образом в преобразователе угол-дискретное приращение фазы отсутствует погрешность преобразования при высоких - скоростях

air

вращения вала,

си

fr

Экономический эффект от использования предложенного преобразовател обусловлен указанным выше его техниче.ским преимуществом.

Формула изобретения Преобразователь угол-дискретное приращение фазы, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, тактовый вход которого соединен с входной .клеммой -преобразова