SU756451A1 - Преобразователь угла поворота вала в код i - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислитель-. ной технике и может быть использовано в цифровых системах управления и устройствах аналогичного назначения для получения цифровой информации об угле поворота быстровращающегося вала. ⁵

Известен преобразователь угла поворота вала в код [ΐ] , содержащий генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фаэовращател^формировательфазового импульса,схемы совпадения,реверсивный счетчик, счетчик с переменным коэффициентом пересчета, блок коэффициентов, схему выявления величины и знака приращения угла.

Недостатком известного преобразователя является увеличение погрешности преобразования при линейной экстраполяции входного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является преобразователь угла поворота вала в код ^2}, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты,

2

блок питания, фазовращатель, формирователь фазовых импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока элементов И и первым входом регистра скорости, второй выход формирователя фазовых импульсов соединен с первым входом блока определения приращения скорости, выход генератора импульсов подключен к другому входу формирователя фазовых импульсов и первому входу преобразователя код-частота, выход делителя частоты соединен со®вторым входом блока элементов И и вторым входом бло ка определения приращения скорости, выход блока элементов И соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с третьим входом блока определения приращения скорости, выход блока усреднения соединен со вторым входом регистра скорости , первый выход κοτοροιχ» соединен со вторым входом преобразователя код-частота , а второй выход -со вторым входом реверсивного счетчика, выход преобразователя

7564!

код-частота соединен с третьим входом реверсивного счетчика.

Недостатком известного преобразователя является низкое быстродействие, так как время усреднения погрешностей ₅ берется из условия максимальной величины входной помехи и внутренних шумов, а прогнозирование осуществляется на весь интервал усреднения.

10

Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя за счет выбора оптимального времени усреднения и зависимости от уровня входных помех и шумов преобразователя. 15

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены две линии задержки, дополнительный преобразователь код-частота, блок определения ускорения, блок определения времени ₂₀

усреднения и формирователь приращения угла, выход которого через дополнительный преобразователь код-частота соединен с первым входом блока усреднения непосредственно и со вторым входом ₂₅

через первую линию задержки, первый вход формирователя приращения угла соединён с выходом генератора импульсов, второй вход формирователя приращения угла соединен с выходом ₃₀ формирователя фазовых импульсов и первым входом блока определения времени усреднения, второй вход которого соединен с выходом блока определения приращения скорости, а третий вход - с ₃₅ выходом блока определения ускорения, первый выход блока определения времени усреднения соединён с третьим входом блока усреднения и первым входом блока определения ускорения, второй ₄₀

выход блока определения времени усреднения соединен с управляющими входами линий задержки, выход преобразователя коД-частота соединен со вторым входом блока определения ускорения нёпосред- , ственно и с третьим входом - через вторую линию задержки.

Структурная схема устройства приведена на чертеже.

Преобразователь содержит генератор ₅θ 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания, фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, блок 6 элементов И, реверсивный счетчик 7, блок 8 определения ускорения, регистр 9 ско- ₅₅ роста, блок 10 усреднения, блок 11 определения приращения скорости, блок 12 определения времени усреднения, формирователь 13 приращения угла, преоб51 ₄

пазоватоли 14, 15 код-частота, линии задержки 16, 17.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 импульсов с частотой { поступают на делитель 2 частоты, имеющий коэффициент пересчета 2 ^п .В блоке 3 питания вырабатывается синусоидальное квадратурное напряжение питания фазовращателя 4.

С выхода фазовращателя 4 синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе на угол, равный углу поворота ротора фазовращателя, поступает на формирователь 5 фазового импульса. Формирователь 5 формирует импульсы в момент перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицательного к положительному значению. Импульсом с формирователя 5 фазового импульса переписывается через блок 6 элементов И, на вторые входы которого поступают импульсы с выхода делителя 2 частоты, являющегося временной шкалой преобразователя, кодовый эквивалент текущего значения угла поворота ротора фазовращателя в реверсивный счетчик 7. Уменьшение динамической погрешности, обусловленной изменением входного сигнала за время преобразования, осуществляется при помощи линейной экстраполяции путем прогнозирования последующего значения входного сигнала по текущему значению приращения и входного сигнала.

Для этого в формирователе 13 приращения угла измеряется знак и величина приращения угла за время преобразования, как разность фаз соседних фазовых импульсов. Кодовый эквивалент приращения угла преобразуется в преобразователе 15 код- частота в импульсы, равномерно расставленные на интервале преобразования, число которых равно коду приращения угла и вводится в блок 10 усреднения, а на второй его вход заводятся эти же импульсы, задержанные на интервал, равный времени усреднения, с помощью лиНия задержки 16. Таким образом, в блоке 10 усреднения (например, использующем реверсивный счетчик) формируется усредненное значение приращения угла в конце каждого периода преобразования в регистре 9 -скорости, куда переписывается фазовым импульсом с формирователя 5. С выхода регистра 9 скорости усредненное значение приращения преобразуется в преобразователе 14 кодчастота в последовательность импульсов

750451

и вводятся с учетом знака в реверсивный счетчик 7, являющийся выходным

регистром преобразователя.

Увеличение быстродействия достигается не только формированием усредненного значения приращения в конце каждого интервала преобразования, но и экстраполяцией на один интервал преобразования и выбором оптимального числа усреднений в блоке 12 определения времени усреднения в зависимости от уровня входных помех и величины изменения скорости вращения входного вала.

В блоке 12 определения времени усреднения по информации об ускорении, получаемой в блоке 8 определения ускорения, и погрешности прогнозирования, формируемой в блоке 11 определения приращения скорости, вырабатывается сигнал управления линиями задержки 16 и 17, а. также сигнал, определяющий время усреднения блока 10 и усреднения блока 8 определения ускорения и соответственно устанавливающий время усреднения этих блоков.

Погрешность преобразования формируется в блоке 11 определения приращения , скорости как разность между действительным значением угла, которое определяется по информации с временной шкалы по фазовому импульсу с формирователя 5, и экстраполируемым значением угла*которое формируется в реверсивном счетчике 7.

Величина ускорения, с которым вращается ротор фазовращателя 4, определяете я в блоке 8 определения ускорения (например, использующем реверсивный счетчик) как разность между значениями рскорости, измеренными в данный момент времени и вводимыми в виде последовательности импульсов с преобразователя 14 код-частота, и значениями, вводимыми через интервал времени, который формируется с помощью линии задержки 17, из последовательности импульсов с преобразователя 14 код-частота.

Таким образом, предложенный преобразователь при уменьшении погрешности от помех и внутренних шумов позволяет повысить быстроту преобразования.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель, формирователь фазовых импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока элементов И и первым входом регистра скорости, второй выход формирователя фазовых импульсов соединен с первым входом блока определения приращения скорости, выход генератора импульсов подключен к другому входу формирователя фазовых импульсов и первому входу преобразователя код-час-г тота, выход делителя частоты соединен со вторым входом блока элементов И и вторым входом блока определения приращения скорости, выход блока элементов И соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с третьим входом блока определения приращения скорости, выход блока усреднения соединен со вторым входом регистра скорости, первый выход которого соединен со вторым входом преобраэовате- ля код-частота, а второй выход - со вторым входом реверсивного счетчика, выход преобразователя код-частота соединен с третьим входом реверсивного счетчика, о тлич а ю щ к й σ я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены две линии задержки, дополнительный преобразователь код-частота, блок определения ускорения, блок определения времени усреднения и формирователь приращения угла, выход которого через дополнительный преобразователь код-частота соединен с первым входом блока усреднения непосредственно и со вторым входом через первую, линию задержки, первый вход формирователя Приращения угла соединен е выходом генератора импульсов, второй вход формирователя приращения угла соединен с выходом формирователя фазовых импульсов и первым входом блока определения времени усреднения, второй вход которого соединен с выходом блока определения приращения скорости, а третий вход - с выходом блока определения ускорения, первый выход блока определения времени усреднения соединен с третьим входом блока усреднения и первым входом блока определения усредния, второй выход блока определения времени усреднения соединен с управляющими входами линии задержки, выход преобразователя код-частота соединен со вторым входом блока определения ускорения непосредственно и с третьим

   7 756451

   входом — через вторую линию за- 1. Авторское свидетельство СССР

   Держки. _№ 487405, кл. С 08 С 9/04, 1974.
2. 2. Авторское свидетельство СССР