Способ преобразования угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(51) Н 03 М 1/4 САНИ БРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 25 И. Суд-Зл оический нност етельство СССР(54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛАПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт. св.В 407367, о т л и ч а ю щ и й с я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Киевский технолоинститут легкой промьппл(прототип). ЯЮ И 662 тем, что, с целью повьппения быстродействия преобразования, преобразуютсинфазные напряжения в третий сигнал, фаза которого линейно связанас углом поворота, преобразуют фазутретьего сигнала во временной интервал, который преобразуют во второйкод угла путем заполнения временногоинтервала высокочастотными импульсами, производят периодическое сравнивание первого и второго кодов углас частотой формирования первого кодаугла и по результату сравнения изменяют частоту высокочастотных импульсов для обеспечения равенства первого и второго кодов угла.Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способампреобразования угла поворота валав код, и может быть использованопри создании автоматизированных ннФормационных и управляющих системс цифровыми вычислительными машинами.По основному авт.св. Ф 407367известен способ преобразования вала0в код, основаанный на преобразованииугла поворота в синфазные напряженияйеременного тока, амплитуды которыхпропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота, преобразования синфазных напряжений в сигнал,фаза которого линейно связана с угломповорота, синфазные напряжения преобразуют во второй сигнал, фаза которого линейно связана с дополнением угла поворота до 360 , сравнивают знао 20чения фаэ сигналов и по результатусравнения определяют код угла поворота вала 1,Недостатком известного способа является низкое быстродействие, посколь5ку в каждом измерении Формируют последовательно два сигнала путем коммутации синфазных напряжений переменного тока, сравнивают значения фазсигналов и по результату сравненияформируют код,Цель изобретения - повышениебыстродействия преобразования углаповорота вала в код,Поставленная цель достигается тем,35что согласно способу преобразуют синфазные напряжения в третий сигнал,фаза которого линейно связана с угломповорота, преобразуют Фазу третьегосигнала во временной интервал, который преобразуют во второй код углапутем заполнения временного интервала высокочастотными импульсами,производят периодическое сравнениепервого и второго кодов угла с частотой Формирования первого кода угла и по результату сравнения изменяют частоту высокочастотных импульсов для обеспечения равенства первого и второго кодов угла, 50Сущность способа заключается вследующем.Угол М поворота преобразуют в.напряжения переменного тока Б и Цчастоты Ю , амплитуды которых пропор 55циональны синусу и косинусу угла споворота, Напряжения П и П 2 преобразуют последовательно в первый Б и второй Б сигналы, фазы которыхсоответственно пропорциональны углу с поворота вала и дополнению угла поворота вала до 360 С, Для формирования сигнала Б, напряжение П сдвигают по Фазе на угол в , а напряже 4ние Г - на угол -- при помощи2 4фазосдвигающей цепочки и сдвинутые по Фазе напряжения суммируют, Затем фазу сигнала Б, преобразуют во временной интервал, заполняемый высокочастотными импульсами Фиксированной частоты Г , Число И 1 импульсов, заполняющих временной интервал, запоминают,Далее производят формирование второго сигнала Б, фаза которого пропорциональна дополнению угла поворота вала до 360 С, для чего сдвигают напряжение Б по фазе ня уголл й -- аф напряжение Б ня уголФ 2 4Сдвинутые по фазе напряжения суммируют, в результате чего образуется сигнал БА, Фазу сигнала Б преобразуют во временной интервал, заполняемый высокочастотными импульсами фиксированной частоты 1, Число И импульсов, заполняющих временной интервал, запоминают, После этого определяют код И, угла поворота вала как полуразность первого М и второго И числа импульсов, Код И, пропорционален углу Ж поворота вала и не содержит ошибки преобразования.Одновременно с формированием первого сигнала Б, из выходных напряжении П и П Формируют третин .сигнал Фаза которого пропорциональна углу поворота вала 0 . Для этого напряжения П и П также сдвигают по фазена - и -- . соответственно и сумми 4 4руют, Временной интервал соответствующий Фазе третьего сигнала, заполняют высокочастотными импульсами регулируемой частоты Х , Число И импульсов представляет собой второй код угла поворота вала. Код Я сравнивают с кодом И , и по результату сравнения регулируемую частоту Г 2 подстраивают до совпадения кодов Х, и Я, В результате сравнения образуется разностный код Ь М = М- М который используется для под стройки частоты К на величину Е Й.Код М передается потребителю с частотой синфазных напряжений переменно го тока.Подстройка регулируемой частоты Г2 высокочастотных импульсов (изменение 5 . ее на величину ьй) позволяет исключить ошибку преобразования из кода И Время .преобразования угла поворота вала в код М, составляет не менее двух периодов коммутации входов фазосдвигающей цепочкиВремя преобразования угла поворота вала в код не превышаает периода напряжений1 и 2Предлагаемый способ позволяет значительно повысить быстродействие 15 преобразования угла поворота вала в код, сохраняя высокую точность преобразования, Следствием повышения быстродействия является уменьшение динамической ошибки преобразования, 20На чертеже приведена структурная схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего способа,Устройство содержит синусно-косинусную электрическую машину 1, имеющую статор 2 и ротор 3, автоматический переключатель 4 входов фаэосдвигающей цепочки, фаэосдвигающие цепочки 5 и б, формирователи 7 - 9 импульсов, генераторы высокочастот ных импульсов фиксирования 10 и регулируемой 11,частот, разрешающе-запрещающие блоки 12 и 13, счетчики4 и 15, вычислительный блок 16,Устройство работает следующим образом.Питающее синусоидальное напряжение поступает наодну из обмоток статора 2 синусно-косинусной электрической машины 1, с обмоток рото О ра 3 которой снимаются напряжения П и 0 переменного тока, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла м поворота ротора 3 атно"сительно статора 2. Эти сигналы по ступают через автоматический переклю.4 чатель 4, имеющий два положения, на фазосдвигающие цепочки 5 и 6 непосредственно. В положении а автоматического переключателя 4 Фаза сигна ла О, на выходе Фазосдвигающей цепочки 5 пропорциональна углу Ж поворота ротора 3, а в положении фаза сигнала О 1 пропорциональна дополнению угла Ж поворота ротора 3 55 до 360, Фаза выходного сигнала Фазосдвигающей цепочки 6 пропорциональна углу поворота ротора 3. Выходные сигналы фазосдвигающих цепочек 5 и 6 поступают на входы формирователей 7 и 8 импульсов соответственно.Формирователи 7 и 8 фиксируют моменты перехода выходных сигналов фазосдвигающих цепочек 5 к б от отрицательных значений к положительным С формирователя 7 на первый вход раэрешающе-запрещающего блока 12 поступает импульс, фаза которого в положении ц автоматического переключателя 4 пропорциональна углу к поворота ротора 3, а в положении о - дополнению угла поворота ротора 3 до 360. С Формирователя,8 на первый вход разрешающе-запрещающе" го блока 13 подается импульс, фаза которого пропорциональна углу К поворота ротора 3. Формирователь 9 импульсов фиксирует момент перехода сигнала опорной фазы от отрицательных значений к положительным и .выдает импульс опорной Фазы, по приходу которого на входы раэрешающезапрещающих блоков 12 и 13 разрешается поступление высокочастотныхимпульсов от генератора 10 и 11 на входы счетчиков 14 и 15 соответствен но, По приходу импульсов с формирователей 7 и 8 блоки 2 и 13 прекра-. шают поступление высокочастотных импульсов на входы счетчиков 14 и 15. В положении аавтоматического переключателя 4 в счетчике 14 фиксируется число И пропорциональное углу поворота ротора 3, которое поступает в вычислительный блок 16, где запоминается, а на автоматический переключатель 4 выдается .сигнал, по которому производится коммутация входов Фаэосдвигающей цепочки 5, т.е, автоматический переключатель 4 переходит в положение 3 и в счетчике 14 фиксируется число Ю 2, пропорциональное дополнению угла поворота ротора 3 до 360, В блоке 16 производится вычисление кода И угла по3 ворота как полуразности чисел Н и м 2, код м, сравнивается в блоке 16 с кодом М, пропорциональным углу 66 поворота и зафиксированным в счетчике 15. По результатам сравнения вычислительный блок 16 выдает сигнал на генератор 11 высокочастотных импульсов, по которому производится подстройка его частоты Г так что 2 У бы код М, совпал с кодом Я . В реСоставитель А. СмирновТехред Т,Фанта Корректор Г. Решетник Редактор О, Бугир Заказ 4321/52 Тираж 872ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 1166276аультате выходной код Н устройства нератора высокочастотных импульобновляется с частотой.я питакицего сов.напряжения , Для сохранения вй- Экономический эффект от исполько сокой точности периодически про. вания предлагаемого способа определяет изводится подстройка частоты ге-ся его техническим преимуществом,