Способ преобразования угла поворота вала в широтно импульсный модулированный сигнал и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н АВТОРСЙОМУ ТВУ бирают однимпульсных мзависимостоответствуеворота., иротно-импугналом с си ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И %ЯР(71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения Научного центра "Геофизика" АН Азербайджанской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 428427, кл, 0 08 С 9/04, 1972.2. Патент Великобритании В 1329968, кл. 0 4 Н, опублик. 1973 (прототип),(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙМОДУЛИРОВАННЫЙ СИГНАЛ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1,Способ преобразования углаповорота вала в широтно-импульсныймодулированный сигнал, основанныйна преобразовании угла поворота в.электрические сигналы переменноготока, модулированные по амплитуде вфункции синуса и. косинуса угла поворота, определении одного из К -участков, которому соответствует текущеезначение угла поворота, путем сравне. ния синусоидального сигнала переменного тока н модулированных сигналов по амплитуде и фазе, выделении на каждом участке напряжения . изменяющегося от нуля по синусоидальному закону, его выпрямлении, сравненении синусоидального сигнала йеременного тока с нулевым напряжением и выпрямленным напряжением, формировании по моментам сравнения импульсов первого широтно-импульсного модулированного сигнала с периодом Т, равным периоду синусоидального сигнала переменного тока, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона одйозначного преобразования угла, формируют опор- еИ ные широтно-импульсные модулированные сигналы с периодом Т и длительно С: стью импульсов Х- (,1 = О, 1, К -1)н из опорных широтноодулнрованных сигналов и от участка, которому т текущее значение угла суммируют его спервым льсным модулированным1034060 2. Устройство для осуществления способа по и1, содержащее синуснокосинусный вращающийся трансформатор вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключены к одним входам блока определения квадранта и через последовательно соединенные первый коммутатор и выпрямитель к одному входу элемента сравнения, источник синусоидального сигнала переменного тока подключен к другим входам элемента сравнения и блока определения квадранта, выход котороИзобретение относится к автоматике и вычислитнльной технике и можетбыть использовано для связи аналоговых источников информации с объектом управления, 5Известны способы преобразованияугла поворота в широтно-импульсныймодулированный ШИМ ) сигнал, основанные на преобразовании угла пово-,рота в многофазные электрические 10сигналы переменного тока, модулированные в функции синуса угла поворота, выпрямлении этих сигналов,определении одного из К -участков,которому соответствует текущее эна"чение угла поворота, выделении иэвыпрямленных сигналов напряжения,изменяющегося от нуля по синусо"идальному закону, сравнении синусоидального сигнала переменного токас нулевым напряжением и напряжением,.выделенным из выпрямленных сигналов,и формировании по моментам сравненияимпульсов ШИМ-сигналов с периодом,равным периоду синусоидального сигнала переменного тока. Далее ШИМсигналы преобразуются в .код, которыйсогласуется с номером К -участка, 1которому соответствует текущее значение угла поворота 13.Недостатком способа является ма" 30лый диапазон изменения длительностиимпульсов ЮИМ-сигналов,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ преобразования угла поворота. 35вала в ШИМ"сигнал, основанный напреобразовании угла поворота вэлектрические сигналы переменноготока, модулированные по амплитудев функции синуса и косинуса угла 40поворота, определении одного из Кучастков, которому соответствуеттекущее значение угла поворота путемсравнения синусоидального сигналапеременного тока и модулированных го подключен к управляющему входупервого коммутатора, о т л и ч а ю" щ е е с я тем, что, с целью расшире" ния диапазона однозначного преобразования угла, в .него введены последовательно соедйненные формировательопорных широтно"импульсных модулированных сигналов, второй коммутатори сумматор, другой вход которбгосоединен с выходом элемента сравнения, а управляющий вход второго коммутатора соединен с выходомблока определения квадранта. 2сигналов по амплитуде и фазе, выделении на каждом участке напряжения,изменяющегося от нуля по синусоидальному закону, его выпрямлении,сравнении синусоидального сигналапеременного тока с нулевым выпрям-,ленным напряжением и выпрямленнымнапряжением, формировании по моментам сравнения импульсов первогоШИМ-сигнала с периодом Т, равнымпериоду синусоидального сигнала переменного тока2 ,Устройство для осуществления известного способа содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с источником синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключенык одним входам блока определенияквадранта и через последовательносоединенные первый коммутатор ивыпрямитель к одному входу элементасравнения, источник синусоидальногосигнала переменного тока подключенк другим входам. элемента сравненияи блока определения квадранта, выходкоторого подключен к управляющемувходу первого коммутатора 2 1..Недостатком известного способаи устройства для его осуществления.является малый диапазон однозначного преобразования угла в ШИМ-сигнал,ограниченный длительностью К -участка, т.е. 27 радиан.КЦель изобретения - расширениедиапазона до 2 М однозначного преобразования УГла поворота в ШИМ-сигнал,Поставленная. цель достигаетсятем, что согласно способу преобразования угла поворота вала в ШИМсигнал, основанном на преобразовании угла поворота в электрическйесигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота, определенинодного иэ К-участков котордмусоответствует текущее эначение углаповорота, путем сравнения синусоидального сигнала переменноготокаи модулированных сигналов по амплитуде и фазе, выделении на каждомучастке напряжения, изменяющегосяот нуля по синусоидальному закону,его выпрямлении, сравнении синусоидального сигнала переменного тока 10с нулевым напряжением и выпрямленным напряжением, формировании па моментам сравнения импульсов первогоШИМ-сигнала. с периодом Т, равнымпериоду синусоидального сигнала переменного тока, Формируют опорныеШИИ-сигналы с периодом Т и длительностью импульсов - 1 И = 0,1ТаК), выбирают один из ШИМ-сигналовв зависимости от участка, котсромусоответствует текущее значение углаповорота, и суммируют его с первымШИМ-сигналом.Кроме того, в устройство для осуществления предлагаемого способа,содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которогосоединен с источником синусоидаль"ного сигнала переменного тока, авыходы подключены к одним входам 30блока определения квадранта и черезпоследовательно соединенные первыйкоммутатор и выпрямитель к одномувходу элемента сравнения, источниксинусоидального сигнала переменного З 5тока подключен к другим входам элемента сравнения и блока определенияквадранта, выход которого подключенк управляющему входу первого ковмутатора, .введены последовательно 40соединенные формирователь опорныхШИМ-сигналов, второй коммутатор исумматор, другой вход которого соединен с выходом элемента сравнения,а управляющий вход второго коммутатора соединен с находом блока определения квадранта,На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществленияпредлагаемого способа,Устройство содержит синусно-ко синусный вращающийся трансформатор1, вход которого соединен с источником 2 синусоидального сигнала переменного тока, а выходы подключенык одним входам блока 3 определенияквадранта и через последовательносоединенные первый коммутатор 4 нвыпрямитель 5 к одному входу элемента б сравнения, источник 2 подключен к тугим входам элемента 6 и 60блока 3, выход которого подключен куправляющему входу коммутатора 4,последовательно соединенные Формиро"ватель 7 опорных ШИМ-сигналов, второй коммутатор 8 и сумматор 9, дугой 65 вход которого соединен с выходом элемента б, а управляющий вход ком" мутатора 8. соединен с выходом блока 3 определения кваррантаУстройство работает следующим образом.Вал объекта перемещения связан с ротором сннусно-косинусного вращающе гося трансформатора (СКВТ ) 1. На выходе источника 2 Формируются сигналы переменного тока с периодом На выходе СКВТ 1 Формируются электрические сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота, В блоке 3 путем сравнения амплитуды и фазы входных сигналов Формируется код квадранта, которому соответствует текущее значение угла поворота ротора СКВТ. На выходе коммутатора 4 выделяются сигналы переменного тока, соответствующие синусоидальному сигналу первого или третьего квадранта, котове в нпрямителе 5 .преобразуются в.сигналы постоянного тока, изменяющиеся от нуля по синусондальному закону. Сигнал переменного тока источника 2 сравнивается в элементе б с нулевым напряжением и напряжением, сформированным иытаэя- мителем 5. В результате на выходе элемента б Формируются ШИМ-сигнал с . периодом Т и длительностью импульсов, пропорциональный углу поворота ротора СКВТ 1 внутри квадранта. Максимальная длительность выходных импульсов элемента б равна Т4Формирователь 7 вырабатывает три последовательности ЮИМ-сигналов с периодом Т и длительностью импульсовТ Т ЗТ- 2 и - 4. Если текущее значение угла поворота соответствует второму, третьему или четвертому октанту, то в соответствии с управляющим сигна- лом блока 3 на выходе коммутатора 8 выбирается одна из трех последова тельностей с длительностью импульсовТТ ЗТ соответственно - или - или -4 2 ф 4 ШИМ-сигналы с выхода элемента б и коммутатора 8 поступают на входы сумматора 9,на выходе которого Формируется ШИМ-сигнал с периодом 1 и длительностью импульсов, изменяющихся от 0 до Т при изменении угла поворота от 0 до 360 О.Выходные импульсы элемента 6 формируются в первой четверти периода выходного сигнала источника 2. Передние Фронты этих импульсов совпадают с моментами переходов выходного сигнала источника 2 через нуль при положительном градиенте. Для обеспечения синхронизации выходных импульсоэ элемента б и коммутатора 8 вход Формирователя 7 должен быть эасинхро1034060 Составитель А.СмирновТехред Т,Фанта Корректор О. Билак Редактор А.КурахТираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5 б 29/53 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4ниэирован выхсщными сигналами источника 2, а задние фронты выходныхимпульсов Формирователя 7 дояжнысовпадать с передним Фронтом выходных импульсов элемента б, Тогда сум"матор 9 превращается в оМчный логический элемент ИЛИ. Таким образом, предлагаежй способ преобразования угла поворота в пропорциональный ЮИМ-сигнал и устрой. ство для его осуществления расширявт диапазон однфэначного преобразования угла от 2 У до 2 У,К