SU1697055A1 - Analog and digital servosystem - Google Patents
Analog and digital servosystem Download PDFInfo
- Publication number
- SU1697055A1 SU1697055A1 SU884431291A SU4431291A SU1697055A1 SU 1697055 A1 SU1697055 A1 SU 1697055A1 SU 884431291 A SU884431291 A SU 884431291A SU 4431291 A SU4431291 A SU 4431291A SU 1697055 A1 SU1697055 A1 SU 1697055A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- exclusive
- digital
- voltage
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано дл управлени объектами по сигналам от вычислительных устройств. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и повышение надежности . Поставленна цель достигаетс тем, что в цифроаналоговую след щую систему, содержащую датчик угла поворота (синусно- косинусный вращающийс трансформатор) 1. генератор 5 опорной частоты, цифриана- логовый преобразователь (ЦАП) 10, фазо- чувствительные выпр мители (ФЧВ) 7 и 8, коммутатор 9, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14-16, компаратор 6, введен блок 11 интегрировав . Напр жени с выходов синусной 3 и косинусной 4 обмоток выпр мл ютс в ФЧВ 7 и 8 таким образом, что знаки их всегда противоположны Эти напр жени посоедством коммутатора 9 поочередно подаютс наанапоговыйвход ЦАП 10, который перемножает их соответственно с функци ми cosN и sinN и формирует на выходе сигнал рассогласовани . Последний интегрируетс в блоке 11 и подаетс на вход электропривода 12 дл отработки ошибки. 3 ил. СПThe invention relates to automation and can be used to control objects based on signals from computing devices. The aim of the invention is to simplify the design and increase reliability. The goal is achieved by the fact that in a digital-to-analogue tracking system containing a rotation angle sensor (sine-cosine rotating transformer) 1. a generator 5 of the reference frequency, a digital-to-analog converter (DAC) 10, phase-sensitive rectifiers (FW) 7 and 8 , switch 9, three elements EXCLUSIVE OR 14-16, comparator 6, unit 11 is integrated by integrating. The voltages from the outputs of sinus 3 and cosine 4 windings are rectified in FFV 7 and 8 in such a way that their signs are always opposite. the output is a mismatch signal. The latter is integrated in block 11 and is fed to the input of electric drive 12 for error processing. 3 il. SP
Description
Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано дл управлени объектами по сигналам от вычислительных устройств.The invention relates to automation and can be used to control objects based on signals from computing devices.
Цель изобретени - упрощение конструкции и повышение надежности. На фиг. 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 - таблица значений функций; на фиг. 3 - эпюры, по сн ющие работу системы.The purpose of the invention is to simplify the design and increase reliability. FIG. 1 is a block diagram of the system; in fig. 2 - table of function values; in fig. 3 - plots showing system operation.
Система содержит датчик угла поворота в виде синусно-косинусного вращающегос трансформатора (СКВТ) 1 с обмоткой 2 возбуждени , а также с синусной 3 и косинусной 4 обмотками, генератор 5 опорной частоты, компаратор б, первый и второй фа- зочувствительные выпр мители (ФЧВ) 7 и 8, коммутатор 9, цифроаналоговый преобразователь 10, блок 11 интегрировани ,электропривод 12, блок 13 пам ти, первый, второй и третий элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14-16, шину 17 управлени , синусно-кос - нусный цифроаналоговый преобразователь 18.The system contains a rotation angle sensor in the form of a sine-cosine rotating transformer (CCT) 1 with excitation winding 2, as well as with a sine 3 and cosine 4 windings, reference frequency generator 5, comparator b, first and second phase-sensitive rectifiers (FCF) 7 and 8, switch 9, digital-to-analog converter 10, integration block 11, electric drive 12, memory block 13, first, second and third elements EXCLUSIVE OR 14-16, control bus 17, sine-cosmic digital-analog converter 18.
Работает след ща системе следующим образом.The system works as follows.
Генератор 5 опорной частоты формирует напр жение синусоидальной форму он, которое питает обмотку 2 возбуждени СКВТ 1 (фиг. 3). Напр жение Us сравниваетс с нулевым компаратором 6: если Us 0, напр жение Ue на выходе компаратора 6 равно 1, если Us 0, напр жение (cM. фиг. 3). На выходных обмотках 3,4 СКВТ 1 формируютс напр жени проо юThe reference frequency generator 5 forms the voltage of a sinusoidal form, which feeds the excitation winding 2 of the ACS 1 (Fig. 3). The voltage Us is compared with a zero comparator 6: if Us is 0, the voltage Ue at the output of comparator 6 is 1, if Us is 0, the voltage (cM. Fig. 3). On the output windings of 3.4 SSCT 1, the voltage of the conductor is formed
xj Оxj o
с елeaten
порциональные синусу и косинусу угла о. поворота вала:portioned by sine and cosine of angle o. shaft rotation:
sin a sin a t, U0K cosasinan, где К - коэффициент трансформации СКВТ 1. sin a sin a t, U0K cosasinan, where K is the transformation ratio of SCWT 1.
Дл простоты положим, что Уо ° К-1, ТогдаFor the sake of simplicity, suppose that Wo ° K-1, Then
Уз sin с sin о) t, - cos a sin a) t.Uz sin with sin o) t, - cos a sin a) t.
Дл формировани сигнала, пропорционального величине рассогласовани между управл ющим сигналом и валом электропривода 12, младшие разр ды управл ющего сигнала N от цифровой вычислительной машины (на чер же не показана) поступают на блок 13 пам ти, в котором записаны функции sinN и cosN. На выходах блока 13 пам ти имеетс функци sinNj, если иг старшем входе присутствует О, и функци cosNi, если на старшем адресном входе 1. Поскольку на старший адресный вход поступает сигнал с компаратора 6 с частотой ол, и на цифровые входы ЦАП 10 поступают поочередно функции sinN, cosN. Напр жени Уз и LM поступают на информационные входы ФЧВ 7 и 8. ФЧВ работают следующим обрезом. Если на управл ющем входе ФЧВ присутствует О, напр жение на его выходе равно напр жению на его аходе. Если на управл ющем сходе ФЧВ присутствует 1, напр жение на его выходе равно по абсолютной величине напр жению на его входе, но противоположно по знаку.To form a signal proportional to the magnitude of the mismatch between the control signal and the shaft of the electric drive 12, the lower bits of the control signal N from the digital computer (not shown in black) go to memory block 13, in which the functions sinN and cosN are recorded. At the outputs of memory block 13, there is a sinNj function, if a higher input is present at O, and a cosNi function, if at a high address input 1. As the senior address input receives a signal from comparator 6 with a frequency of ol, and digital inputs of the DAC 10 are received alternately sinN, cosN functions. The voltages Uz and LM are fed to the information inputs of the FWC 7 and 8. The FWF is operated by the following edge. If O is present at the control input of the FWH, the voltage at its output is equal to the voltage at its output. If there is 1 at the control descent of the FWH, the voltage at its output is equal in absolute value to the voltage at its input, but opposite in sign.
В ФЧВ 7 и 8 происходит фазочувстви- тельное выпр мление напр жений Уз и УЙ, которые затем поочередно подаютс посредством коммутатора 9 на аналоговый вход ЦАП 10. Причем при мапых углах рассогласовани между N и а. обеспечиваетс условие, при котором на выходах ФЧВ 7 и 8 напр жени U и Ув имеют противоположные знаки. Дл этого в первом квадранте (фиг. 2) сигналы Uis и Uie н выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и 16 измен ютс синфазно. Функции синуса и косинуса в диапазоне от 0 до 90° имеют положительные знаки, но поскольку синусна 3 и косинусна 4 обмотки СКВТ 1 включены в противофазе, напр жени У и Уз противоположны по знаку(У7 - отрицательно . Us- положительно). Во втором квадранте сигналы U is и Uie на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и 16 измен ютс в противофазе, функции синуса и косинуса в диапазоне 90-180° имеют разные знаки, поэтому напр жени У и Ув имеют разные знаки (У положительно, Us - отрицательно ), В третьем квадранте напр жение У имеет отрицательное значение, Ьа - положительное . 8 четвертом квадранте напр жение U положительное, а Уе - отрицатель .чое (см. фиг. 2 и 3).In FSV 7 and 8, a phase-sensitive rectification of the voltage Uz and UY occurs, which are then alternately fed by the switch 9 to the analog input of the DAC 10. Moreover, at different angles of mismatch between N and a. A condition is provided in which at the outputs of the FWV 7 and 8, the voltages U and UV have opposite signs. For this, in the first quadrant (Fig. 2), the signals Uis and Uie on the outputs of the EXCLUSIVE OR elements 15 and 16 are changed in phase. Sine and cosine functions in the range from 0 to 90 ° have positive signs, but since sine 3 and cosine 4 windings of SQWT 1 are included in antiphase, the voltages Y and Uz are opposite in sign (Y7 is negative. Us- positive). In the second quadrant, the signals U is and Uie at the outputs of the EXCLUSIVE OR elements 15 and 16 change in antiphase, the sine and cosine functions in the range of 90-180 ° have different signs, therefore the voltage Y and UV have different signs (Y positive, Us - negative). In the third quadrant, the voltage Y is negative, and La is positive. 8, in the fourth quadrant, the voltage U is positive, and let is the negative of which (see Fig. 2 and 3).
В первом квадранте напр жени U и Us на выходах ФЧВ 7 и 8 одинаковы Ут sin a , Ue cos а, а разр ды Уп 0 и Un-i 0. Считаем , что при положительном напр жении наIn the first quadrant, the voltage U and Us at the outputs of the FVC 7 and 8 are the same Ut sin a, Ue cos a, and the bits Up 0 and Un-i 0. We assume that with a positive voltage on
входе электропривод вращаетс в положительном направлении (вправо на фиг. 3), а при отрицательном - наоборот.the drive rotates in the positive direction (to the right in FIG. 3), and in the negative direction, vice versa.
В те моменты времени, когда , на выход коммутатора 9 подаетс функци At those times when, at the output of the switch 9, the function
cos а, В это же врем на выходе блока 13 пам ти присутствует функци sinN. ЦАП 10 перемножает сигналы, присутствующие на его цифровых и аналоговых входах, поэтому на выходе ЦАП 10 напр жение sinNcos a.cos a. At the same time, the function sinN is present at the output of memory block 13. The DAC 10 multiplies the signals present at its digital and analog inputs, so the output of the DAC 10 is the voltage sinNcos a.
При по влении 1 на выходе компаратора 6. Коммутатор 9 подключает к своему выходу функцию si па, а на выходе блока 13 пам ти по вл етс функци cosN. Следовательно , сигнал на выходе ЦАП 10 равен cosNsIn a . Так как сигнал на выходе компаратора 6 непрерывно измен етс с частотой напр жени возбуждени , то после усреднени в блоке 11 интегрировани напр женна на выхо е последнегоWith the appearance of 1 at the output of the comparator 6. Switch 9 connects to its output the function si pa, and at the output of the memory block 13 appears the function cosN. Therefore, the signal at the output of the DAC 10 is equal to cosNsIn a. Since the signal at the output of the comparator 6 continuously changes with the frequency of the excitation voltage, after averaging in the integration block 11, the voltage at the output of the latter
1one
Un -у (cosas.,iN-sin acosN)Un-y (cosas., IN-sin acosN)
Ј sin (N-a). Ј sin (N-a).
Проанализируем полученное выраже- нче. Если N а, т.е. заданна точка находитс левее (в соответствии с фиг. 3) фактической, Un 0, и привод 12 движетс в отрицательном направлении (влево). Если N о:, т.е. заданна точка находитс правее. заданной, Мц 0, и привод 12 движетс в положительном направлении (вправо).Let us analyze the resulting expression. If N a, i.e. the set point is to the left (in accordance with FIG. 3) of the actual, Un 0, and the actuator 12 moves in the negative direction (left). If N about: The given point is to the right. given, Mc 0, and the actuator 12 moves in the positive direction (to the right).
Привод 12 движетс до тех пор, пока УцDrive 12 moves until Uz
-J -z sin(N а) станет равным нулю. Это произойдет при N а. При поступлении команды перехода во второй квадрант на разр де кода N по вл етс 1 (). Это приводит к тому, что сигнал на выходе элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ измен етс на 180° (если на первом входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ присутствует О, сигнал на его выходе равен сигналу на его втором входе, если же на первом входе присутствует 1, сигнал на выходе противоположен сигналу на втором входе). Это приводит к смене зн ака напр жени У. Оно становитс положительным, как и напр жение Уа, и, следовательно, напр жение Уц завадомо положительно, и электропривод-J -z sin (N a) will become zero. This will happen when N and. When a transition command is received in the second quadrant, 1 () appears on the bit of code N. This leads to the fact that the signal at the output of element 16 EXCLUSIVE OR changes by 180 ° (if there is O at the first input of the EXCLUSIVE element OR, the signal at its output is equal to the signal at its second input, if the first input is 1, the signal at output is opposite to the signal at the second input). This leads to a change in the voltage value U. It becomes positive, as well as the voltage Ua, and, consequently, the voltage Yz is positively positive, and the electric drive
12 движетс в сторону второго квадранта. Когда угол а достигает второго квадранта, знак напр жени Ua измен етс за счет изменени знака функции cos а при переходе через угол 90°. Напр жени U и Us вновь имеют противоположные знаки.12 moves toward the second quadrant. When the angle a reaches the second quadrant, the sign of the voltage Ua changes due to a change in the sign of the function cos a when passing through an angle of 90 °. The voltages U and Us again have opposite signs.
Напр жение Un - j (sina sinN +Un - j voltage (sina sinN +
- cos acosN), однако, учитыва , что cos сг sln(a+90°), a sin a -cos (a+90°), Un - cos acosN), however, taking into account that cos cr sln (a + 90 °), a sin a -cos (a + 90 °), Un
-- cosas n(«+ 900)-sinNcos(a+90°) - cosas n ("+ 900) -sinNcos (a + 90 °)
т|-sin (a-N-90°) I sin (N-a-90°). t | -sin (a-N-90 °) I sin (N-a-90 °).
Электропривод останавливаетс при уг- ле + 90° во втором квадранте. При поступлении команды перехода в третий квадрант 180° а 270° значени разр дов соответствуют , . При этом фаза сигнала Uie не измен етс , а фаза сигнала Uis измен етс на 180°. Это приводит к изменению пол рности сигнала Us. Он становитс положительным как и напр жение U, а значит, и напр жение Un оказываетс положительным. Следовательно, электро- привод вращаетс в сторону третьего квадранта . При переходе через угол а 180° напр жение U измен ет знак (переход функции синуса через угол 180°). и напр жени U и Us вновь станов тс разнопол р- The drive stops at an angle of + 90 ° in the second quadrant. When a transition command is received in the third quadrant of 180 ° and 270 °, the values of the bits correspond,. In this case, the phase of the signal Uie does not change, and the phase of the signal Uis changes by 180 °. This leads to a change in the polarity of the signal Us. It becomes positive as well as the voltage U, and hence the voltage Un turns out to be positive. Consequently, the electric drive rotates toward the third quadrant. When passing through an angle of 180 °, the voltage U changes its sign (transition of the sine function through an angle of 180 °). and the voltages U and Us again become oppositely opposed
ными, а напр жение Un - (sina cosN-and the voltage Un - (sina cosN-
cos a slnN)- -sin(N - a) - sin(N - a-180°).cos a slnN) - -sin (N - a) - sin (N - a-180 °).
Следовательно, электропривод останавли- ваетс при угле N «+180°. При поступлении команды перехода в четвертый квадрант 270 а 360 фаза сигнала Uie измен етс на 180°, и напр жение U становитс положительным , как и напр жение Us. Следова- тельно, напр жение Un также оказываетс положительным, и электропривод 12 вращаетс в положительном направлении в сторону четвертого квадранта. При достижении четвертого квадранта напр жени U и Us вновь станов тс разнопол рными, а напр жениеConsequently, the electric drive stops at an angle of N "+ 180 °. When a transition command is received in the fourth quadrant 270 a 360, the phase of the signal Uie changes by 180 °, and the voltage U becomes positive, as does the voltage Us. Consequently, the voltage Un also turns out to be positive, and the actuator 12 rotates in a positive direction towards the fourth quadrant. When the fourth quadrant is reached, the voltages U and Us become again polarized, and the voltage
U ц - (sin a slnN+cosa cosN) cos(N- U C - (sin a slnN + cosa cosN) cos (N-
-a) |sln(N-a+90°) -sln(N-a-270°).-a) | sln (N-a + 90 °) -sln (N-a-270 °).
Следовательно, электропривод останавливаетс при угле N a+270°. Если происходит команда на переход в квадрант с меньшим номером, например из третьего во второй, или из второго в первый, то в первый момент времени напр жени U и Us, а следовательно, и напр жение Un отрицательны , но только до тех пор. пока вал электропривода 12 не достигнет заданного квадранта.Consequently, the electric drive stops at an angle of N a + 270 °. If there is a command to go to a quadrant with a smaller number, for example, from the third to the second, or from the second to the first, then at the first moment of time the voltages U and Us, and hence the voltage Un, are negative, but only until then. until the shaft of the electric drive 12 reaches the predetermined quadrant.
Если приходит команда на переход из первого квадранта в третий или из второго в четвертый и наоборот, знак напр жени ипнеопределен. Если величина рассогласовани меньше 180°, напр жение Un имеет одну пол рность, а если величина рассогласовани больше 180°, напр жение Un имеет противоположную пол рность, т.е. электропривод вращаетс в требуемом положение по наиболее короткому пути.If a command comes in from the first quadrant to the third or from the second to the fourth and vice versa, the voltage sign is undefined. If the error value is less than 180 °, the voltage Un has one polarity, and if the error value is more than 180 °, the voltage Un has opposite polarity, i.e. the actuator rotates to the desired position along the shortest path.
Применение более простых элементов, уменьшение их общего числа, использование не требующих предварительного программировани микросхем пам ти повышает надежность системы и удешевл ет производство.The use of simpler elements, a decrease in their total number, the use of memory chips that do not require preliminary programming increases the reliability of the system and reduces the cost of production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884431291A SU1697055A1 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | Analog and digital servosystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884431291A SU1697055A1 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | Analog and digital servosystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1697055A1 true SU1697055A1 (en) | 1991-12-07 |
Family
ID=21377502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884431291A SU1697055A1 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | Analog and digital servosystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1697055A1 (en) |
-
1988
- 1988-05-30 SU SU884431291A patent/SU1697055A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Мз 1282328, кл. Н 03 Н 1/38, 1987. Авторское свидетельство СССР № 1580554,кл. G 05 В 15/02, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4021714A (en) | Servo system employing a tracking digital angle encoder | |
US4623831A (en) | Rotor position sensing apparatus for motors | |
JPH11501497A (en) | Economic wide-range speed control system | |
CN105222814A (en) | Multi-turn memory rotary transformer decoding circuit and position calculation method thereof | |
US5173696A (en) | Control circuitry using electronic emulation of a synchro signal for accurate control of position and rate of rotation for shafts | |
SU1697055A1 (en) | Analog and digital servosystem | |
US4119958A (en) | Method for achieving high accuracy performance from conventional tracking synchro to digital converter | |
US4160245A (en) | Apparatus for converting digital angular data into analog sine and cosine components | |
US6320524B1 (en) | R/D converter | |
US3039030A (en) | Digital to analogue conversion servosystem | |
RU2259631C2 (en) | Angle digital converter | |
KR101865325B1 (en) | Method for detecting rotor position of BLDC motor | |
SU1580554A1 (en) | Digit-analog servo-system a | |
SU1164665A1 (en) | Digital-analog servo device | |
US4401932A (en) | Synchro-to-step data converter | |
JPH0479240B2 (en) | ||
US3997893A (en) | Synchro digitizer | |
US4097858A (en) | Digital to analog resolver converter | |
SU485554A1 (en) | Code-angle converter | |
RU1783473C (en) | Digital-analog servo system device for control of positioning object | |
IE56498B1 (en) | Control system for improving induction motor transient response by excitation angle control | |
SU400020A1 (en) | ||
SU1001141A1 (en) | Code-to-shaft angular position converter | |
Kester | Resolver-to-Digital Converters | |
SU1236613A1 (en) | Digital-to-shaft turn angle converter |