Преобразователь угол-дискретное приращение фазы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„71ОО57 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 080277 (21)„2450593/18-24 (51) м. кл.

G 08 С 9/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1501.80- Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 180180 (53) УДК 681. 325 (088.8) Е.П. Колмаков, Е.Ф. Дашков, Л.Н. Сердюкова и Е.A. Чернявский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) IIPEOEPAЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ ДИCKPETH

ПРИРА1(ЕНИЕ ФАЗЕ) Изббретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования угла поворота вала в код. 5

Известен преобразователь угла поворота вала 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 (1).

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

20 где и число раэрядов выходного кода, а Т - период частоты питающего синусно-косинусный трансформатор нап-ряжения.

Известен преобразователь фаза — 25 последовательность импульсов, содер.жащий усилители, генератор тактовых импульсов, формирователь блокирующего напряжения, счетчик-делитель, формирователь синусоидального напряжения, фазовый датчик, формирователь фазовых импульсов, вентиль, следящий счетчик, синхронизатор, дешифратор и элемент H (2), Большая погрешность преобразования при скоростях вращения входного: вала ш „ является недостатком этого

21Г преобразователя.

Наиболее близким техническим решением к данному является преобразователь угол — дискретное приращение фазы, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, тактовый вход которого соединен с входной клеммой преобразователя, формирова(тель синусоидального напряжения, фаэовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним иэ входов первого элемента

И, регистр кода, выход которого соединен " другим входом первого элемента

И и одним иэ входов второго элемента

И, и третий элемент И (3).

Недостатком этого преобразователя является большая погрешность преобразования при скоростях больших. ио нт

Целью изобретения является ïîâûшение точности преобразователя эа счет уменьшения погрешности, воэ710057 никающей при высоких скоростях

2К > вращения вала. Гт

Эта цель достигается тем, что н преобразователь угол — дискретное приращение фазы введены элемент задержки, сумматор, вычитатель, блок запрета экстраполяции, блок опреде— ления приращения, блок преобразования код-частота и два дополнительных элемента И, выход формирователя фа- 10 зового 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 входон блока преобразования кодчастота, 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

25 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- вхо- 30 дов блока запрета экстраполяции, выход которого подключен ко нторому входу регистра кода, выход первого элемента И соединен сс вторым нходом вычитателя и другим нходом блока эа- Я прета экстрапсляции, другой вход блока определения приращения соединен с ьходной клемглсй преобразователя.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Преобразователь содержит делитель

1 частоты, формирователь 2 синусои- дального напряжения, фазовращатель

3, формирователь 4 фазового импульса, элементы И 5.-9, регистр кода 10, вычитатель 11, блок преобразователя 45

12 код-частота, элемент задержки 13, элемент запрета экстраполяции 14, блок определения приращения 15, сумматор 16.

Преобразователь работает следую- . 50 щим образом.

Тактовые импульсы с частотой f поступают на делитель 1 частоты, имеющий коэффициент пересчета 2, где и

n — число разрядов делителя 1 частоты. С формирснателя 2 синусоидального напряжения осуществляется эапитка фазовращателя 3, на выходе которого формируется синусоидальное нап, ряжение, 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 вы рабатывает фазовый импульс в мо ент перехода синусоидального напряжения через нуль. Уменьшение погрешности преобразования, возникающей при высоких скоростях En> — вращения

21

2пТ входного вала, осуществляется следующим. образом.

В блоке определения приращения 15 измеряется приращение дИ . = N — N

1 1 -1 где N1 и N1 „— значения кода угла в i- и .i-1 циклах преобразования, а

1 каждый цикл преобразования Т=

Е. " и затем осуществляется линейная экстраполяция дискретного приращения угла на следующий цикл с помощью блока преобразования 12 код-частота, формирующий расставленные на интервале T импульсы, число которых равно ЬИ . Приращение угла хранится в регистре кода. 10, куда оно переписывается через элемент И 7 задержанными на . ;= . элементом задержки 13 фа2 ,Х зовым импульсом. В сумматоре 16 алгебраически складывается значение дИ1, переписываемое из регистра кода 10 через элемент И 5 задержанным фазовым импульсом и погрешность измерения приращения д „ ., равная и,-„ разности между приращением угла в

2.-ом цикле, нводимом из блока,определения приращения 15 через элемент

И 8 фазовым импульсом, и н предыдущем i-1-ом цикле преобразования, вводимом из региетра кода 10 через элсмент H 9 фазовым импульсом. Выражение для b > имеет следующий вид д д =дй -д11.

1 М определяется в вычитателе 11 и переписывается через элемент И б из нычитателя 11 задержанным 4азоным импульсом в сумматор 16. Блок запрета экстраполяции 14, на вход которого поступает информация с вычитателя 11 и регистра кода 10, переписынаемая через элемент И 9 фазоным импульсом, определяет, когда необходимо использование линейной экстраполяции, и осуществляет сброс в 0 регистра кода 10, так как в случае дрожания фазового импульса возможна погрешность ири использовании экстраполяции. Таким образом н преобразователе угол-дискретное приращение фазы отсутствует погрешность преобразования при высоких скоростях вращения вала.

Экономический эффект от использования предложенного преобразователя обусловлен указанным выше его техническим преимуществом.

Формула изобретения

Преобразователь угол-дискретное приращение фазы, содержащий последовательно соединенные делитель частоты, тактовый вход которого соеди— нен с входной клеммой преобразова710057 ти

Подписное

Тираж 682

ЦНИИПИ Заказ 8764/50

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, у . р

1 I л. Проектная,4 теля, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним из входов первого элемента И, регистр кода, выход которого соединен с другим 5 входом первого элемента И и одним из вхОдов второго элемента И и третий элемент И, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены элемент задержки, сумматор, вычитатель, блок запрета экстраполяции, блок определения приращения, блок преобразования код-частота и два дополнительных элемента И, выход формирователя фазового импульса 15 через элемент задержки соединен с другим входом второго элемента И и с одним из входов третьего элемента И и первого дополнительного элемента И, выходы второго и третьего элементов И через сумматор подклю.чены к одному из входов блока преобразования код-частота, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход формирователя фазового импульса соединен с одним 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 подключен ко второму входу регистра кода, выход первого элемента И соединен со вторым входом вычитателя и другим входом блока запрета экстраполяции, другой вход блока определения приращения соединен с входной клеммой преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 354443, кл. G 08 С 9/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 416722, кл. G 08 С 9/04, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

У 439834, кл. G 08 С 9/04, 1971 (прототип).