RU2488958C1 - Digital angle conversion method - Google Patents

Digital angle conversion method Download PDF

Info

Publication number
RU2488958C1
RU2488958C1 RU2012124529/08A RU2012124529A RU2488958C1 RU 2488958 C1 RU2488958 C1 RU 2488958C1 RU 2012124529/08 A RU2012124529/08 A RU 2012124529/08A RU 2012124529 A RU2012124529 A RU 2012124529A RU 2488958 C1 RU2488958 C1 RU 2488958C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conversion
channel
digital
main
angle
Prior art date
Application number
RU2012124529/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Вячеславович Буторин
Николай Николаевич Воронин
Владимир Михайлович Домрачев
Евгения Викторовна Ипполитова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") filed Critical Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ")
Priority to RU2012124529/08A priority Critical patent/RU2488958C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488958C1 publication Critical patent/RU2488958C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: values of the tracking-type output code of the main channel for amplitude digital angle conversion is summed with corresponding one-time acquired values of the output code of a correcting channel, which is formed during rotation of the rotor of the angle sensor of the main conversion channel with constant angular velocity equal to half of its maximum operating value, by analogue-to-digital conversion of the tachometric signal of the main conversion channel, integrating the variable component of the converted tachometric signal and detecting the integrated signal.
EFFECT: high accuracy of amplitude conversion of turning angles to a tracking-type binary code.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к построению измерительных элементов систем цифрового управления, формирующих в цифровом виде информацию о текущих угловых положениях подвижных частей объекта регулирования. Такие преобразующие элементы в настоящее время получили наименование "Цифровые преобразователи угла" (ЦПУ).The invention relates to the field of automation and computer technology, namely to the construction of measuring elements of digital control systems, which digitally generate information about the current angular positions of the moving parts of the control object. Such converting elements are now called "Digital Angle Converters" (CPU).

Изобретение обеспечивает амплитудное цифровое преобразование угла следящего типа повышенной точности при использовании 2-фазных датчиков угла (ДУ) и функциональных цифроаналоговых преобразователей (ФЦАП) выходных сигналов ДУ, зависимости которых могут отличаться от желательных синусно-косинусных функций (квазисинусоидальные ДУ и ФЦАП). Данное изобретение целесообразно использовать при разработке новых высокоточных ЦПУ и при модернизации существующих. Во втором случае модернизируемый ЦПУ дополняется внешним корректирующим каналом, суммирующим устройством и соответствующими цепями связи.The invention provides amplitude digital conversion of the tracking type angle of increased accuracy when using 2-phase angle sensors (DU) and functional digital-to-analog converters (FCAP) of the output signals of the RC, the dependences of which may differ from the desired sine-cosine functions (quasi-sinusoidal RC and FCAC). This invention is advisable to use when developing new high-precision CPUs and when upgrading existing ones. In the second case, the upgraded CPU is supplemented by an external corrective channel, an adder and the corresponding communication circuits.

Известен способ цифрового преобразования угла, при использовании которого негативное влияние квазисинусоидальности ДУ на точность преобразования основного канала в определенной степени нейтрализуется сигналами функциональных цифроаналоговых преобразователей внутреннего корректирующего канала, поступающими в цепь рассогласования основного канала преобразования [1]. Достижимая точность ЦПУ, построенного таким образом, ограничивается составляющими погрешности преобразования основного канала: от нарушения ортогональности ДУ; от неравенства коэффициентов трансформации по фазным выходам ДУ; от наличия четных гармоник ДУ и нечетных гармоник с порядком выше девятого. Следует также отметить, что такой способ не применим для модернизации преобразователей, в которых отсутствует доступ к узлам подключения входов и выходов корректирующего канала.There is a method of digital angle conversion, in which the negative influence of the quasi-sinusoidality of the remote control on the accuracy of the main channel conversion is neutralized to a certain extent by the signals of the functional digital-analog converters of the internal correction channel that enter the mismatch circuit of the main conversion channel [1]. The achievable accuracy of the CPU constructed in this way is limited by the components of the conversion error of the main channel: from violation of the orthogonality of the remote control; from the inequality of the transformation coefficients for the phase outputs of the remote control; from the presence of even harmonics of the remote control and odd harmonics with an order of magnitude higher than the ninth. It should also be noted that this method is not applicable for the modernization of converters in which there is no access to the nodes connecting the inputs and outputs of the correction channel.

В работе [2] предложен способ цифрового преобразования угла, наиболее близкий к предлагаемому изобретению, в котором повышение точности преобразования обеспечивается внешним корректирующим каналом. При этом выходной код устройства образуется суммированием выходного кода основного канала преобразования и предварительно сформированного соответствующего массива значений выходного кода внешнего корректирующего канала.In [2], a digital angle conversion method is proposed that is closest to the invention, in which an increase in conversion accuracy is provided by an external correction channel. In this case, the output code of the device is formed by summing the output code of the main conversion channel and the previously generated corresponding array of values of the output code of the external correction channel.

Основной канал преобразования устройства, реализующего такой способ, содержит первый датчик угла и преобразователь его выходных сигналов в первый код угла (N1). Внешний корректирующий канал содержит: второй датчик угла и преобразователь его выходных сигналов во второй код угла (N2); блок вычитания кодов N1 и N2; анализатор спектра; блок синтеза поправок к коду N1. Выходной код устройства формируется на выходе сумматора выходных кодов основного и корректирующего каналов. Код коррекции образуется алгоритмической обработкой значений кодов N1 и N2 с учетом того, что механически соединенные датчики угла основного и корректирующего каналов целенаправленно обладают "различными спектрами пространственных погрешностей".The main conversion channel of a device implementing such a method comprises a first angle sensor and a converter of its output signals into a first angle code (N 1 ). The external correction channel contains: a second angle sensor and a converter of its output signals into a second angle code (N 2 ); block subtraction codes N 1 and N 2 ; spectrum analyzer; block synthesis of amendments to code N 1 . The output code of the device is formed at the output of the adder of the output codes of the main and correction channels. The correction code is formed by the algorithmic processing of the values of codes N 1 and N 2 , taking into account the fact that mechanically connected angle sensors of the main and correction channels purposefully have "different spectra of spatial errors".

Однако, несмотря на алгоритмическую сложность формирования массива кодов коррекции и соответственно значительную развитость используемых аппаратных средств, при реализации сохраняется ограничение по достигаемой точности преобразования. Уровень ограничения определяется: несовершенством алгоритматики (исключение величин второго порядка малости); различием инструментальных составляющих погрешности первого и второго датчиков угла; погрешностью функциональных аналого-цифровых преобразователей выходных сигналов первого и второго ДУ, а также погрешностью метрологического оборудования, используемого для задания «опорных» угловых положений роторов первого и второго ДУ при формировании кодов коррекции.However, despite the algorithmic complexity of forming an array of correction codes and, accordingly, the significant development of the used hardware, the implementation still retains a limitation on the achieved conversion accuracy. The level of restriction is determined by: imperfection of the algorithm (exclusion of second-order values of smallness); the difference in instrumental components of the error of the first and second angle sensors; the error of the functional analog-to-digital converters of the output signals of the first and second remote control, as well as the error of the metrological equipment used to set the "reference" angular positions of the rotors of the first and second remote control when generating correction codes.

Устройство преобразования с добавленными блоками (п.2 формулы изобретения) формирует контрольный сигнал S, который косвенно указывает на необходимость проведения операций по повторному формированию массива кодов коррекции значений N1.The conversion device with the added blocks (claim 2 of the claims) generates a control signal S, which indirectly indicates the need for operations to re-generate an array of correction codes for N 1 values.

Реализация алгоритма прототипа требует применения внешнего метрологического оборудования и проведения соответствующих монтажных работ. Отсюда выполнение операций по формированию кодов коррекции требует значительных временных затрат. При эксплуатации их выполнение, в подавляющем большинстве случаев, должно сопровождаться выводом ДУ из состава объекта регулирования на длительное время.The implementation of the prototype algorithm requires the use of external metrological equipment and the associated installation work. Hence, the execution of operations on the formation of correction codes requires considerable time. During operation, their implementation, in the vast majority of cases, should be accompanied by the withdrawal of the remote control from the control object for a long time.

Новый способ цифрового преобразования угла в равных условиях обеспечивает повышенную точность преобразования. При этом также используется внешний корректирующий канал и внешнее суммирование выходных кодов основного и корректирующего каналов. Однако задача решается при гораздо меньшем объеме аппаратных средств, требуемых для реализации корректирующего канала. Снятие требования по использованию дополнительного метрологического оборудования сокращает временные затраты по формированию массива кодов коррекции на стадии производства и при эксплуатации. Указанные преимущества определяются разработкой соответствующего алгоритма формирования массива кодов коррекции внешнего корректирующего канала.A new method of digital angle conversion under equal conditions provides increased conversion accuracy. In this case, an external correction channel and external summation of the output codes of the main and correction channels are also used. However, the problem is solved with a much smaller amount of hardware required for the implementation of the correction channel. Removing the requirement to use additional metrological equipment reduces the time spent on the formation of an array of correction codes at the production stage and during operation. These advantages are determined by the development of an appropriate algorithm for generating an array of correction codes for the external correction channel.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе цифрового преобразования угла, основанном на том, что значения выходного кода основного канала амплитудного цифрового преобразования угла следящего типа суммируют с соответствующими предварительно полученными значениями выходного кода внешнего корректирующего канала, формируемыми при вращении ротора датчика угла основного канала преобразования с постоянной угловой скоростью, равной приблизительно половине ее максимального рабочего значения, путем аналого-цифрового преобразования тахометрического сигнала основного канала преобразования, интегрирования переменной составляющей преобразованного тахометрического сигнала и регистрации проинтегрированного сигнала.To solve the problem in the proposed method of digital angle conversion, based on the fact that the values of the output code of the main channel of the amplitude digital conversion of the angle of the tracking type are summed with the corresponding previously obtained values of the output code of the external correction channel, formed when the rotor rotates the angle sensor of the main conversion channel with a constant angular velocity equal to approximately half of its maximum working value, by analog-to-digital conversion tachometric signal of the main conversion channel, integration of the variable component of the converted tachometric signal and registration of the integrated signal.

Указанное значение скорости выбрано из условия того, что оно обеспечивает функционирование устройства без явного проявления его фильтрующих свойств, но при этом момент инерции роторной части устройства уже в достаточной мере способствует стабилизации угловой скорости вращения ротора ДУ на время формирования выходного кода внешнего корректирующего устройства.The indicated speed value is selected from the condition that it ensures the functioning of the device without manifesting its filtering properties, but the moment of inertia of the rotor part of the device already sufficiently stabilizes the angular velocity of rotation of the remote control rotor during the formation of the output code of the external correction device.

Отметим, что задачу контроля текущей погрешности всех ЦПУ, в том числе и ЦПУ прототипа, необходимо решать прямыми измерениями в составе основной цифровой системы регулирования путем задания «реперных» углов и последующего вычисления соответствующих значений погрешности преобразования. По результатам анализа прямых измерений, а не косвенных, как у прототипа, принимается решение о работе в штатном режиме с существующим массивом кодов коррекции или назначении повторного режима формирования массива кодов коррекции.Note that the task of monitoring the current error of all CPUs, including the CPU of the prototype, must be solved by direct measurements as part of the main digital control system by setting the "reference" angles and then calculating the corresponding values of the conversion error. According to the results of the analysis of direct measurements, and not indirect ones, like the prototype, a decision is made to work in normal mode with an existing array of correction codes or to assign a second mode of forming an array of correction codes.

Формирование более точных (по отношению к прототипу) кодов коррекции и, следовательно, достижение более точного преобразования угла в код, базируется на использовании следующих положений теории построения ЦПУ следящего типа [3]. Основной канал предлагаемого цифрового преобразования относится к системе регулирования с обратной связью с двумя последовательно включенными аналоговым и цифровым интеграторами, т.е. обеспечивается астатизм второго порядка. При этом выходной сигнал аналогового интегратора (с определенной точностью) характеризует текущее значение угловой скорости вращения ротора датчика угла, т.е. его можно рассматривать и использовать как тахометрический выход устройства [1]. Отсюда преобразование угла в код при постоянной, угловой скорости вращения ротора датчика угла (dα/dt=const, где α - угловое положение ротора ДУ) обеспечивает соответствующее постоянное по значению выходное напряжение (UCKOP) на тахометрическом выходе устройства при использовании синусоидальных ДУ И ФЦАП. Квазисинусоидальность датчика угла, а в общем случае и функциональных цифроаналоговых преобразователей основного канала, приводит к появлению погрешности преобразования угла в код и в указанных условиях - к нарушению соответствия значения угловой скорости (dα/dt) и напряжения тахометрического выхода (UCKOP). При этом в характере изменения по углу (по времени) переменной составляющей тахометрического сигнала UCKOP содержится информация о текущей погрешности преобразования угла в код. Искомый сигнал, характеризующий указанную погрешность в цифровом виде, формируется по определенному алгоритму внешним корректирующим каналом. Очевидно, что суммирование такого корректирующего кода (NKOPP) с выходным кодом основного канала (NHAЧ) позволяет повысить конечную точность преобразования предлагаемого устройства.The formation of more accurate (with respect to the prototype) correction codes and, therefore, the achievement of a more accurate conversion of the angle into code is based on the use of the following provisions of the theory of constructing a CPU of a tracking type [3]. The main channel of the proposed digital conversion relates to a feedback control system with two analog and digital integrators connected in series, i.e. second-order astatism is provided. The output signal of the analog integrator (with a certain accuracy) characterizes the current value of the angular velocity of rotation of the rotor of the angle sensor, i.e. it can be considered and used as a tachometric output of the device [1]. Hence, the conversion of the angle into a code at a constant angular rotation speed of the angle sensor rotor (dα / dt = const, where α is the angular position of the remote control rotor) provides the corresponding output voltage constant in value (U CKOP ) at the tachometric output of the device when using sinusoidal remote control AND FTSAP . The quasi-sinusoidality of the angle sensor, and in the general case of functional digital-to-analog converters of the main channel, leads to an error in converting the angle to code and, under the indicated conditions, to the violation of the correspondence between the value of the angular velocity (dα / dt) and the tachometric output voltage (U CKOP ). Moreover, the nature of the change in the angle (in time) of the variable component of the tachometric signal U CKOP contains information about the current error in converting the angle to code. The desired signal characterizing the indicated error in digital form is generated according to a certain algorithm by an external correction channel. Obviously, the summation of such a correction code (N KOPP ) with the output code of the main channel (N HACH ) allows to increase the final conversion accuracy of the proposed device.

Для формирования требуемого массива кодов коррекции выполняют следующие операции:To form the required array of correction codes, perform the following operations:

- обеспечивают вращение ротора датчика угла с постоянной угловой скоростью, равной приблизительно половине ее максимального рабочего значения, на время прохождения, по крайней мере, двух полных электрических периодов датчика угла;- provide rotation of the rotor of the angle sensor with a constant angular velocity equal to approximately half of its maximum operating value, for the passage time of at least two full electrical periods of the angle sensor;

- измеряют время (Т) прохождения ротором датчика угла первого указанного полного электрического периода, где Т - временной интервал между двумя последовательно фиксируемыми моментами формирования нулевых значений выходного кода NHAЧ основного канала преобразования;- measure the time (T) the rotor passes the angle sensor of the first specified full electric period, where T is the time interval between two sequentially fixed moments of formation of zero values of the output code N HACH of the main conversion channel;

- преобразуют измеренное значение Т в цифровой эквивалент NCC, который в цифровом виде характеризует среднюю скорость прохождения первого (второго) полного электрического периода и регистрируется первым запоминающим устройством;- convert the measured value of T into the digital equivalent of N CC , which digitally characterizes the average speed of the first (second) full electrical period and is recorded by the first storage device;

- преобразуют изменяющийся в пределах следующего электрического периода тахометрический сигнал основного канала преобразования в массив двоичных кодов NАЦП(NHAЧ), который адресно с опорой на соответствующие значения кода NHAЧ регистрируют в свободной области первого перепрограммируемого запоминающего устройства в виде массива двоичных кодов NАЦП(NHAЧ);- convert the tachometric signal of the main conversion channel, which varies within the next electric period, into an array of binary codes N ADC (N HACH ), which is addressed based on the corresponding values of the code N HACH recorded in the free area of the first reprogrammable storage device in the form of an array of binary codes N ADC ( N HA );

- вычисляют массив кодов, характеризующих переменную составляющую тахометрического сигнала, путем формирования массива разностных кодов ΔN1(NHAЧ)=NАЦП(NHAЧ)-NCC с помощью первого цифрового сумматора;- calculate the array of codes characterizing the variable component of the tachometric signal, by forming an array of difference codes ΔN 1 (N HACH ) = N ADC (N HACH ) -N CC using the first digital adder;

- интегрируют функцию, заданную массивом ΔN1(NHAЧ), а результат интегрирования, уже в виде соответствующего массива кодов коррекции NКОРР(NHAЧ.), регистрируют вторым (энергонезависимым) запоминающим устройством с опорой на соответствующие значения кода NHAЧ.- integrate the function defined by the array ΔN 1 (N HACH ), and the integration result, already in the form of the corresponding array of correction codes N CORR (N HACH ), is recorded by the second (non-volatile) storage device based on the corresponding values of the code N HACH .

Сформированные таким образом составляющие массива кодов коррекции NКОРР(NHAЧ) используют в штатном режиме преобразования для формирования точного (конечного) значения выходного кода устройства (NKOH). При этом использование составляющих массива кодов коррекции с полной разрядностью не является обязательным условием. Выбор количества используемых разрядов определяется технической целесообразностью.The components of the array of correction codes N CORR (N HACH ) thus formed are used in the normal conversion mode to form the exact (final) value of the output code of the device (N KOH ). In this case, the use of components of the array of correction codes with full capacity is not a prerequisite. The choice of the number of bits used is determined by technical feasibility.

Выполнение перечисленных операций осуществляется под воздействием внешнего управляющего сигнала УПР, который обеспечивает формирование массива кодов коррекции в разовом (подготовительном) режиме и последующее использование указанного массива в штатном режиме.The above operations are carried out under the influence of an external control signal, which ensures the formation of an array of correction codes in a single (preparatory) mode and subsequent use of the specified array in normal mode.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, включающая в себя: основной канал преобразования с входящими блоками; внешний корректирующий канал с входящими блоками (КК) и сумматор выходных кодов основного и корректирующего каналов.The drawing shows a block diagram of a device that implements the proposed method, including: the main conversion channel with incoming blocks; external correction channel with incoming blocks (QC) and the adder of the output codes of the main and correction channels.

В основной канал входят: амплитудный аналого-цифровой преобразователь углового положения ротора 2-фазного датчика угла (ДУ) 1 в значение начального кода NHAЧ, состоящий из первого и второго четырехквадрантных функциональных цифроаналоговых преобразователей (ФЦАП1 и ФЦАП2) 2 и 3, аналогового сумматора (АС) 8, демодулятора с фильтром (Д) 7, аналогового интегратора (АИ) 6, преобразователя выходного напряжения АИ в частоту следования импульсов (ПНЧ) 5, двоичного реверсивного счетчика (PC) 4 с текущим значением выходного кода (NHAЧ).The main channel includes: an amplitude analog-to-digital converter of the angular position of the rotor of the 2-phase angle sensor (ДУ) 1 into the value of the initial code N НАЧ , consisting of the first and second four-quadrant functional digital-to-analog converters (FCAP1 and FCAP2) 2 and 3, an analog adder ( AC) 8, a demodulator with a filter (D) 7, an analog integrator (AI) 6, a converter of the output voltage of the AI into a pulse repetition frequency (VFF) 5, a binary reversible counter (PC) 4 with the current value of the output code (N HACH ).

Используемый в составе устройства корректирующий канал (КК) содержит: измеритель временного интервала (Т) 9; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10 с опорным напряжением постоянного тока =UОП; первое запоминающее устройство (ЗУ1) 11; первый цифровой сумматор (ЦС1) 12; цифровой интегратор (ЦИ) 13 и второе (энергонезависимое) запоминающее устройство (ЗУ2) 14. При этом первый и второй выходы ДУ 1 подключены соответственно к аналоговым входам ФЦАП1 2 и ФЦАП2 3, выходы которых подключены к первому и второму входам АС 8, выход АС 8 через Д 7 с опорным напряжением переменного тока UОП подключен к входу АИ 6, выход которого непосредственно подключен к входу управления направлением счета PC 4 (знак), а через ПНЧ 5 - к входу счетных импульсов PC 4, выход PC 4 (NHAЧ) подключен к объединенным цифровым входам ФЦАП1 2, ФЦАП2 3 и к первому входу второго ЦС2 15. При этом выход PC 4 дополнительно подключен к входу Т 9, к адресному входу ЗУ1 11 и адресному входу ЗУ2 14; выход АИ 6 дополнительно подключен к входу АЦП 10; выходы NCC Т 9 и NАЦП(NHAЧ) АЦП 10 подключены к соответствующим входам ЦС1 12, выход которого через ЦИ 13 подключен к информационному входу ЗУ2 14, а выход NКОРР(NHAЧ) ЗУ2 14 подключен к второму входу ЦС2 15. Выход второго цифрового сумматора (ЦС2) представляет собой выход устройства, на котором образуется двоичный выходной код устройства (NXON). Управляющие входы ЗУ1 11, ЦС1 12, ЦИ 13 и ЗУ2 14 объединены между собой и подключены к шине внешнего управления УПР. Последовательное соединение ПНЧ 5 и PC 4 образует цифровой интегратор.The correction channel (QC) used in the device comprises: a time interval meter (T) 9; analog-to-digital Converter (ADC) 10 with a reference DC voltage = U OP ; the first storage device (memory) 11; first digital adder (DS1) 12; a digital integrator (DI) 13 and a second (non-volatile) storage device (ZU2) 14. In this case, the first and second outputs of the DU 1 are connected respectively to the analog inputs of FCA1 1 and FCA2 3, the outputs of which are connected to the first and second inputs of AC 8, AC output 8 through D 7 with a reference voltage of alternating current U OP connected to the input of AI 6, the output of which is directly connected to the input of the control direction of the count PC 4 (sign), and through the IF 5 to the input of the counting pulses PC 4, the output of PC 4 (N HACH ) is connected to the combined digital inputs of FCA1 2, FCA2 3 and to the first input to the second DS2 15. In this case, the output of PC 4 is additionally connected to the input T 9, to the address input of the memory device 11 and the address input of the memory device 14; AI 6 output is additionally connected to the input of the ADC 10; the outputs of NCC T 9 and N ADC (N HACH ) ADC 10 are connected to the corresponding inputs of DS1 12, the output of which through TsI 13 is connected to the information input of ZU2 14, and the output N CORR (N HACH ) of ZU2 14 is connected to the second input of TsS2 15. Output the second digital adder (DS2) is the output of the device on which the binary output code of the device (N XON ) is generated. The control inputs ZU1 11, TsS1 12, TsI 13 and ZU2 14 are interconnected and connected to the bus external control UPR. The serial connection of the VFD 5 and PC 4 forms a digital integrator.

Очевидно, что представленное устройство функционирует в полном соответствии с предлагаемым способом цифрового преобразования угла и не требует дополнительных пояснений.It is obvious that the presented device operates in full accordance with the proposed method of digital angle conversion and does not require additional explanation.

Оценка точностных возможностей такого корректируемого ЦПУ проводилась с помощью математических моделей с различными видами виртуальных квазисинусоидальных ДУ. Соответствие формируемого массива кодов коррекции и текущей погрешности преобразования угла в код подтверждено испытаниями макетных образцов. Установлено, что при использовании данного способа точность формирования кода NKOH по отношению к точности формирования кода NHAЧ повышается в десятки, сотни раз.The accuracy capabilities of such a corrected CPU were evaluated using mathematical models with various types of virtual quasi-sinusoidal differential controls. The correspondence of the generated array of correction codes and the current error of converting the angle to the code is confirmed by tests of prototype models. It was found that when using this method, the accuracy of generating the N KOH code with respect to the accuracy of generating the N HA code is increased tens, hundreds of times.

Аппаратная реализация предлагаемого корректирующего канала может быть выполнена на базе цифровых и аналого-цифровых микросхем или с использованием микроконтроллера, обладающего необходимым набором функциональных возможностей.The hardware implementation of the proposed correction channel can be performed on the basis of digital and analog-to-digital microcircuits or using a microcontroller that has the necessary set of functional capabilities.

Следует также отметить, что формирование массива кодов коррекции осуществляется в автоматизированном режиме без использования какого-либо метрологического оборудования. Отсюда временные затраты на выполнение этой операции предельно минимизированы и при необходимости их можно повторять неоднократно без вывода ЦПУ из состава объекта регулирования.It should also be noted that the formation of an array of correction codes is carried out in an automated mode without the use of any metrological equipment. Hence, the time costs for performing this operation are extremely minimized and, if necessary, they can be repeated repeatedly without removing the CPU from the control object.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Домрачев В.М., Ипполитова Е.В. Двухотсчетные амплитудные цифровые преобразователи угла на базе гибридных микросборок серии 2602. // Измерительная техника. 2011. №11. С.16-19.1. Domrachev V.M., Ippolitova E.V. Two-reporting amplitude digital angle converters based on hybrid microassemblies of the 2602 series. // Measuring equipment. 2011. No. 11. S.16-19.

2. Пат.2235422 РФ. Способ преобразования угла поворота вала в код /Аксененко В.Д., Аксененко Д.В. // Изобретения. Полезные модели. 2004. №24.2. Pat.2235422 of the Russian Federation. The method of converting the angle of rotation of the shaft into a code / Aksenenko V.D., Aksenenko D.V. // Inventions. Useful models. 2004. No. 24.

3. Сеймур Лэнтон. Гибридный преобразователь сельсин-код с большими интегральными схемами. Электроника. 1981. №13. С.43-48.3. Seymour Lanton. Hybrid selsyn code converter with large integrated circuits. Electronics. 1981. No. 13. S.43-48.

Claims (1)

Способ цифрового преобразования угла, основанный на том, что значения выходного кода образуют суммированием выходного кода основного канала амплитудного цифрового преобразования угла следящего типа и выходного кода корректирующего канала, отличающийся тем, что соответствующие значения выходного кода корректирующего канала формируют при вращении ротора датчика угла основного канала преобразования с постоянной угловой скоростью, равной половине ее максимального рабочего значения, путем аналого-цифрового преобразования тахометрического сигнала основного канала преобразования, интегрирования переменной составляющей преобразованного тахометрического сигнала и регистрации проинтегрированного сигнала. A method of digital angle conversion, based on the fact that the values of the output code are formed by summing the output code of the main channel of the amplitude digital conversion of the angle of the tracking type and the output code of the correction channel, characterized in that the corresponding values of the output code of the correction channel are formed when the rotor rotates the angle sensor of the main conversion channel with a constant angular velocity equal to half its maximum working value, by analog-to-digital tachometric conversion signal of the main conversion channel, integration of the variable component of the converted tachometric signal and registration of the integrated signal.
RU2012124529/08A 2012-06-14 2012-06-14 Digital angle conversion method RU2488958C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124529/08A RU2488958C1 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Digital angle conversion method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124529/08A RU2488958C1 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Digital angle conversion method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2488958C1 true RU2488958C1 (en) 2013-07-27

Family

ID=49155778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124529/08A RU2488958C1 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Digital angle conversion method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488958C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598309C1 (en) * 2015-06-08 2016-09-20 Закрытое акционерное общество "Орбита" Method of determining angle of rotor rotation of angle sensor of sine-cosine rotary transformer type
RU2740511C1 (en) * 2020-06-16 2021-01-15 Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" Angle in code transducer error correction device
RU2741075C1 (en) * 2020-05-26 2021-01-22 Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU765846A1 (en) * 1978-10-02 1980-09-23 Предприятие П/Я Г-4677 Method of converting shaft angular position into code
RU2235422C1 (en) * 2003-01-23 2004-08-27 ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for converting shaft angle of turn to code
RU2259631C2 (en) * 2003-07-16 2005-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Angle digital converter
US7009535B2 (en) * 2004-01-28 2006-03-07 Hitachi, Ltd. Resolver/digital converter and control apparatus using the same
RU2308146C2 (en) * 2005-12-13 2007-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Юник Ай Сиз" Device for protecting contacts of integration circuits with metal-dielectric-semiconductor structure from electrostatic discharges
RU2308802C1 (en) * 2006-03-28 2007-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Digital angle converter
RU2365057C1 (en) * 2008-01-29 2009-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Digital angle transformer
US7786909B2 (en) * 2008-01-21 2010-08-31 Texas Instruments Incorporated Analog to digital converter with improved input overload recovery
RU2435296C1 (en) * 2010-10-25 2011-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Digital angle transducer

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU765846A1 (en) * 1978-10-02 1980-09-23 Предприятие П/Я Г-4677 Method of converting shaft angular position into code
RU2235422C1 (en) * 2003-01-23 2004-08-27 ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for converting shaft angle of turn to code
RU2259631C2 (en) * 2003-07-16 2005-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Angle digital converter
US7009535B2 (en) * 2004-01-28 2006-03-07 Hitachi, Ltd. Resolver/digital converter and control apparatus using the same
RU2308146C2 (en) * 2005-12-13 2007-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Юник Ай Сиз" Device for protecting contacts of integration circuits with metal-dielectric-semiconductor structure from electrostatic discharges
RU2308802C1 (en) * 2006-03-28 2007-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Digital angle converter
US7786909B2 (en) * 2008-01-21 2010-08-31 Texas Instruments Incorporated Analog to digital converter with improved input overload recovery
RU2365057C1 (en) * 2008-01-29 2009-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Digital angle transformer
RU2435296C1 (en) * 2010-10-25 2011-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Digital angle transducer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598309C1 (en) * 2015-06-08 2016-09-20 Закрытое акционерное общество "Орбита" Method of determining angle of rotor rotation of angle sensor of sine-cosine rotary transformer type
RU2741075C1 (en) * 2020-05-26 2021-01-22 Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" Tracking sine-cosine angle-to-code converter with built-in digital conversion error correction
RU2740511C1 (en) * 2020-06-16 2021-01-15 Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" Angle in code transducer error correction device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Su et al. A simple improved velocity estimation for low-speed regions based on position measurements only
EP1979704B1 (en) Encoder signal analysis system for high-resolution position measurement
JP6005781B2 (en) Resolver device
RU2488958C1 (en) Digital angle conversion method
JP2010152876A (en) Electrostatic capacitance detection device, electrostatic capacitance detection circuit, electrostatic capacitance detection method and initialization method
Vázquez-Gutiérrez et al. Small-signal modeling of the incremental optical encoder for motor control
Kavanagh et al. The effects of quantization noise and sensor nonideality on digital differentiator-based rate measurement
US8457914B2 (en) Apparatus and method for obtaining phase corresponding to object position
US20070241712A1 (en) Method and apparatus for digital control of a motor
CN111555689B (en) Phase current flow sampling system and method based on Kalman filtering
Kazemirova et al. Speed estimation applying sinc-filter to a period-based method for incremental position encoder
Boggarpu et al. New learning algorithm for high-quality velocity measurement and control when using low-cost optical encoders
Liu et al. Fractional order differentiation by integration with Jacobi polynomials
US7205916B1 (en) Digital method and apparatus for resolving shaft position
CN114624513A (en) Anti-harmonic interference phase detection method and device for periodic signal
Sergeyev Analysis of the Potentiation Digital-to-Analog Converter Without Accounting of Imperfection its Blocks
Serov et al. A research on the influence of non-ideal analog-to-digital converter on the measurement error of frequency
RU2235422C1 (en) Method for converting shaft angle of turn to code
Capofreddi et al. The use of linear models for the efficient and accurate testing of A/D converters
EP3293492B1 (en) Method for improving emc robustness of integrated capacitive sensors
Brandstetter et al. Estimation techniques for sensorless speed control of induction motor drive
JP6360380B2 (en) Displacement measuring device, signal processing device and signal processing method
JPS61110005A (en) Method and apparatus for detecting position
Venema et al. Kalman filter based calibration of precision motion control
CN114880912B (en) Robust dynamic state estimation method for electromechanical transient process of generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140615