SU752425A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управлени  дл  кодировани  угла поворота вращающегос  вала.

Известен преобразователь угол-код, содержащий генератор импульсов, делитель частоты, источник питани  фазовращател , фазовращатель , формирователь фазового сдвига, элементы совпадени , реверсивный счетчик, счетчик с переменным коэффициентом пересчета, блок коэффициентов, блок вы влени  величины и знака приращени  угла 1.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  погрешность преобразовани  от внешних помех и внутренних шумов при линейной экстрапол ции.

Из известых преобразователей угла поворота вала в код наиболее близкими по технической сущности  вл етс  преобразователь, содержащий последовательно соединенщ 1е генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок питани , фазовращатель, формирователь фазовых импульсов, другой вход которого соединен с генератором импульсов, один выход

подключен к.блоку определени  приращенИ  скорости, а другой выход - к блоку элементов И, второй вход которого соединен с выходом делител  частоть;, выход генератора импульсов подключен к одному из входов счетчика, другой вход которого соединен с блоком коэффициентов, а выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока элементов И, элемент совпадени , цифровой ограничи10 тель и последовательно соединенные блоки определени  величины и знака приращени  скорости , усреднитель и регистр скорости, один из выходов которого соединен со входом блока коэффициентов,а другой - с третьим

15 входом реверсивного счетчика, входы элемента совпадени  соединены соответственио с выходами блока элементов И, формировател  фазового импульса, выход элемента совпадени  подключен к первому входу блока определе20 ни  величины и знака. приращени  скорости, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход блока определени  величины и знака приращени  скорости

37524254

через цифровой ограничитель соединен с другим зователь 8 код-частота, регистр 9 скорости, входом усреднител  и с третьим входом блокаусреднитель 10, блок 11 определени  приращезлементов И 2.ни  скорости, сумматор 12, второй и фетий.

Claims (2)

1. Недостатком известного преобразовател регистры 13, 14, вь итатели 15, 16, определис зкстрапол цией  вл етс  наличие погрешности 5 тель 17 времени усреднени , определитель 18 от внешних помех и внутренних шумов. Цель изобретени  - повышение точности преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, делитель час тоты, блок питани , фазовращатель, формирователь фазовых импульсов, другой вход которого соединен с генератором импульсов, один выход подключен к блоку определени  приращени  скорости, а другой выход к блоку элементов И, второй вход которого подключен к делителю частоты, а выход - к первому входу реверсивного счетчика, преобразователь код-частота, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключе к второму входу реверсивного счетчика, регис скорости, один выход которого подключен к преобразователю код-частота, а другой - к третьему входу реверсивного счетчика, один выход реверсивного счетчика подключен к Второму входу блока приращени  скорости, третий вход которого соединен с выходом дел тел  частоты, а выход подключен к усреднителю , введены два вычитател , второй и трети регистры, сумматор, определитель ускорени  и определитель времени усреднени , один вход которого соединен с первым выходом формир вател  фазовых импульсов, другой вход - с выходом определител  ускорени , первый выход подключен к одним входац, регистра скорости и второго регистра, второй выход к третьему входу блока элементов И, а третий выход - к одним входам определител  ускорени  и третьего регистра и к другому входу усреднител , выход усреднител  подключен к одному входу первого вычитател  и к другому входу третьего регистра, выход которого подключен к одному входу второго вычитател  и к другому входу первого вычитател , выход которого подключен к другим входам регисгра скорости и второго вычитател , выхо KOTOptiro через второй регистр подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с другим выходом реверсивног счетчика, а один выход регистра скорости подключен к другому входу определител  ускорени . Преобразователь, изображенный на чертеже, содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питани , фазовращатель 4, формирователь 5 фазовых импульсов , блок 6 элементов И, реверсивный счетчик 7, преобраускорени . Преобразователь работает следующим образом. Импульсы с генератора 1 импульсов с частотой f поступают на делитель 2 частоты, имеющий коэффициент пересчета 2 .В блоке 3 питани  формируетс  многофазное синусоидальное напр жение дл  питани  фазовращател  4. С выхода фазовращател  4 синусоидальное напр жение, сдвш1утое по фазе на угол равный углу поворота ротора фазовращател  4, поступает на формирователь 5 фазовых импульсов. Формирователь 5 фазовых импульсов формирует импульсы в момент перехода синусоидального напр жени  через нуль от отрицательного к положительному значению. Импульсом с формир (.1вател  5 переписываетс  через блок 6 элементов И, на вторые входы которого поступают импульсы с выхода делител  2 частоты,  вл ющегос  временной шкалой преобразовател , кодовый эквиналент угла поворота ротора фазовращател  4. Уменьшение погрешности преобразовани  за счет усреднени  с последующей коррекцией по скорости и углу осуществл етс  следующим образом. В первый момент включени  в определителе 17 времени усреднени  устанавливаетс  максимальный интервал усреднени  Ту который выбираетс  исход  из максимального значени  величины входной помехи и внутренних шумов преобразовател , и выдаетс  разрешение на блок 6 элементов И дл  переписи текущего значени  угла в реверсивный счетчик 7. Таким образом, в блоке 11 определени  приращени  скорости будет сформирована величина приращени  угла за интервал Т в усреднителе 10, котора  затем переписываетс  в регистр 9 скорости. В следующем цикле преобразовани  осуществл етс  линейна  экстрапол ци  путем записи величины приращени  угла в виде равномерно расставленных импульсов на интервале f , которые формируютс  преобразователем 8 код-частота, в реверсивный счетчик 7, в котором было записано текущее значение угла в первый момент включени . При этом на втором цикле преобразовани  и последующих блок 6 элементов И запираетс  управл ющим сигналом с определител  17 и открываетс  только в том случае, когда врем  усреднени  равно времени преобт разовани  (случай больишх ускорений, с которым вращаетс  входной вал). В этом же цикле преобразовани  определ етс  погрешность прогнозировани  в блоке 11 как разность между экстраполируемым и текущим значением угла, и затем усредн етс  в усреднителе 10. Величина погрешности сГйо,, обусловленна  неточностью измерени  скорости вращени  вала, вы вл етс  после второго цикла усредиени  в вычитателе 15 как разность усредненных погрешностей прогнозировани  Дд и в соседних первом и втором илклах усреднени , котора  затем прибавл етс  к величине записанной в регистре 9 скорости. Величина Д усредненного значени  погреш ности прогнозировани  первого цикла усреднени  записываетс  в регистр 13 из усреднител  10 управл ющим сигналом, поступающим с определител  17. После второго никла усреднени  определ етс  также погрешность изл{енени  угла в вычитателе 16 и переписываетс  в регистр 14 управл ющим сигналом с определител  17. Дл  этого в вычитатель 16 кшодитс  й, с усрещштел  10 и величина с вычитател  15 без младшего разр да. Соответственно в конце второго цикла усред нени  вводитс  поправка по скорости в регист 9 скорости и по положению вала черсз сумматор 12. Использование усреднени  позвол ет уменьши погрешности с временем коррел ции,менылим времени иреобразовани (1тогрец1н сть квантовани  по уровню, погрешность от вь сокочастот ной входной помехи, случайную составл ющук погрешности фазоврашател  и при выборе интервала усреднени  кратным частоте гармонической составл ющей погрешности, обусловленной качеством квадратуры блока 3 питани , гармонические составл ющие погрешности преобразовани ) . Дл  того, чтобы погрешность, обусловленна  изменением скорости вращени  входного вала, не вносила дополнительной погрешности, в определителе 18 ускорени  вычисл етс  изменение скорости вращени  вала и в соответстви с этим формируетс  сигнал в определителе 17 дл  корректировки времени усреднени . Таким образом, использование усреднени  погрешности прогнозировани  с введением поправки по скорости и положению вала позво л ет снизить погрешность с временем коррел ции меньшим, чем врем  преобразовани  ,и гармонические погрешности преобразовател  и тем самым повысить точность преобразовани . Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код. I содержащий генератор импульсов, делитель Частоты, блок питани , фазовращатель, формирователь фазовых импульсов, другой вход которого соединен с генератором импульсов, один выход подключен к блоку определени  приращени  скорости, а другой выход - к блоку элементов И, второй вход которого подключен к делителю частоты, а выход - к первому входу реверсивного счетчика, преобразователь код-частота, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к второму входу реверсивного счетчика , регистр скорости, один выход которого подключен к выходу преобразовател  кодчастота , а другой - к третьему входу реверсивного счетчика, один выход реверсивного счетчика подключен к второму входу блока приращени  скорости, третий вход которого соединен с выходом делител  частоты, а выход подключен к усреднителю, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены два вычитател , , второй и третий регистры, сумматор , определитель ускорени  и определитель времени усреднени , один вход которого соединен с первым выходом формировател  фазовых импульсов, другой вход - с выходом определител  ускорени , первый выход подключен к одним входам регистра скорости и второго регистра, второй выход - к третьему входу блока элементов И, а третий выход - к одним входам определител  ускорени  и третьего регистра и к другому входу усреднител , выход усреднител  подключен к одному входу первого вычитател  и к другому входу третьего регистра, выход которого подключен к одному входу второго вычитател  и к другому входу первого вычитател , выход которого подключен к другим входам регистра скорости и второго вычитател , выход которого через втор(.ж регистр подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с другим выходом реверсивного счетчика, а один выход регистра скорости подключен к другому входу, определител  ускорени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 487405, кл. G 08 С 9/00, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 553987, кл. G 08 С 9/04, 1975 (прототип).