Фазовая следящая система

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 954926(51)М. Кл, С 05 В 11/01 ооударствапвй комнтетСССРдо делам нэобретеннйн отхрытнй Опубликовано 30,08.82. Бюллетень Ют 32(088.8) Дата опубликования описания 01,08,82НДорофее в(54) ФАЗОВАЯ СЛЕД,ЯШАЯ СИСТЕМА 1Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может быть,в частности, использовано в преобразователях угол - фаза - код следящего типа.Известны фазовые следящие системы(ФСС), содержащие фазовые детекторы,5суммирующий усилитель, фильтр, управляемый генератор Я,Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является фазовая Оследящая система, содержащая синуснокосинусный вращающийся трансформатор(СКВТ 1, входы которого подключены кдвухфазному генератору, состоящему изгенератора импульсов, делителя частотыи формирователя синусоидального напряжения, а выходы связаны через усилители и фазовые детекторы с сумматором, выход которого 1 через филвгр ипреобразователь напряжения в частоту 20соединен с реверсивным счетчиком, прямые выходы которого через преобразователь код-фаза подключены к вторым входам фазовых детекторов 2. 2Недостатком известных систем является погрешность, обусловленная фазовой нестабипьностью формирования сикусоидального напряжения и изменением от температуры фазового сдвига, вносимого. СКИТ вследствие потерь в меди н железе вЦель изобретения - повышение точности преобразования путем исключения ошибки, обусловленной фазовой нестабильностью формирователя и СКВТ.Поставленная цель достигается тем, что в фазовую следящую систему, содержащую последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения и осйовной сннусно-косинусный врашак- щийся трансформатор, два выхода которого через соответствующие усилители и фазовые детекторы подключены к первому и второму входуусумматора, выход которого через последовательно соединенные филвгр, преобразователь напряжение- частота н реверсивный счетчик подключенфазовая следящая система содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты и формирователь 3 синусоидального напряжения, выходы которого подключены. к основноао му 4 и дополнительному 5 СКВТ, роторы которых кинематически связаны с входным валом 6, а их выходы через первый 7, второй 8 и дополнительные 9 и 10 усилители подключены соответствен 45 но к основным 11, 12 и дополнительным 13, 14 фаэовым детекторам, выходы которых через последовательно соединенные сумматор 15, фильтр 16, преобразователь 17 нвлряжения в частотусоединены с реверсивным счетчиком 18, прямые выходы которого через первый преобразователь 19 код-фаза связаны с вторыми входами фазовых детекторов 11, 12, а инверсные выходы через второй преобразователь 20 код-фаза связаны с вторыми входами фазовых детекторов 13 и 14. к .первому входу первого преобразователя код-)аза, тактовый вход кбторого подключен к выходу генератора импульсов, а два выхода - к вторым входам первого и второго фазовых детекторов, введены дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, третий и четвертый усилители, третий и четвертый фазовые детекторы и второй преобразователь код-фаза, первый вход которого подключен 10 к второму выходу реверсивного счетчика, тактовый вход к выходу генератора импульсов, а два выхода - к первым входам третьего и четвертого фазовых детек торов, вторые входы которых подключены 15 к выходам третьего и четвертого усилителей, а выходы - к третьему и четвертому входам сумматора. Первые входы третьего и четвертого усилителей подключены соответственно к первому. и вто 20 рому выходам основного синусно-косинус- ного вращающегося трансформатора, вход дополнительного синусно-косинусного вращающегося трансформатора расположенного на валу основного синусно-косинус ного вращающегося трансформатора, подключен к второму выходу формирователя синусоидального нвпряжения, первый выход - к вторым входам первого и третьего усилителей, а второй выход - к вто-,З 0 рым входам второго и четвертого усилителей. На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы,35 26Фазовая следящая система работает следующим образом,Частота импульсов генератора 1 понижается делителем 2 частоты и на выходе формирователя 3 вырабатываются два квадратурных синусоидальных напряжения Ц Ып ы 4 Р) и Осоэ(ы 3), обеспечивающие возбуждение .основного 4 и дополнительного 5 СКВТ соответственно. СКВТ работают в режиме пульсирующего поля, напряжения на их выходах пропорциональны синусу и косинусу угла поворота вала 6.04 М=О 51 ПМ 51 ОМ ) О,Ц =ОсоА жпса 1+ср)(1) О 5 1) = О собес С 05 Сд+Ч) 05:ОЬПЖ СОВ(Ы) где Ч = 3 +- фазовый сдвиг выходных напряжений формирователя 3 относительно его входного сигнала;- фазовый сдвиг, вносимый комплексным характером передачи сигнала через СКВТ за счет потерь в меди и железе. Выходные напряжения СКВТ суммируются суммирующими усилителями 7 - 10, изменение фазы напряжений на выходах которых от угла 0 С происходит с разны.- ми знаками Ц=- О со Ь +)О,(И: О,п(ы +ж) (2) О Й) = О соь (ы Ь д- о 6 ) ЦЦ:-О и( ф- ) фазовые детекторы 11 - 14 осуществляют сравнение фаз напряжений (2) и соответствующих сигналов преобразователей код-фаза 19, 20. фазы +.9 и -8 сигналов преобразователей код-фаза 19 и 20 имеют разные знаки, поскольку инверсный код, поступающий на входы преобразователя 20 с точностью до единицы младшего разряда соответствует (при полной емкости счетчика 18, соответствующей 360 ) смещению фазы на угол 360 а - 9 ). Напряжение на выходе О сумматора 15 равно сумме выходных напряжений фазовых детекторов 11-14 Ц 15=0 сОБф ьиОФ Ц 54 п с 08(к)+ + Осой у Б 1 пи)-О восаб (К - 6)" :2 О Са 5ЬП ОС)Иыходное найряжение сумматора 15 управляет через преобразователь 17 на-, пряжения в частоту изменением кода ре5 ЙВ 4 й версивного счетчика 18. Код счетчика 18 устанавливается при 0 равном нулю, что, как видно из (3), происходит при с = 6,.Таким обрезом, фаза выходного сиг нала ФСС и код реверсивного счетчика определяются дифференциальным измене- нием фез выходных сигналов суммирующих усилителей 7, 8 и 9, 10. и нечувствительны к их синфазным изменениям, 10 обусловленным фезовой нестабильностью формирователя 3 и изменением фазового сдвига от комплексного характера, функции передачи СКВТ.15Техническая эффективность предлагаемой ФСС состоит в том, что в результате введения дополнительных элементов и их соответствующего включения выходная фаза ФСС не зависит от парвзитных фазовых сдвигов переменного напряжения при его формировании и прохакдении через СКВТ. Напряжение на выходе сумматора известной системы описывается первыми двумя слагаемыми (3), что приводит к равенству10 = Особ би с 6-61 Оэп со(с)=0 или О=,О ьь(у+с=0,при 8 Фи 6 =с +66,где =М те. выходная фаза известной ФСС следит за угловым положением вала с ошибкой, равной паразитному фазовому сдвигу напряжения в формирователе синусоидельного напряжения и СКВТ изменение которого при изменении температуры в диапазоне 2020 С может достигать + (10-15) эл.мин.40Нечувствительность предлагаемой ФСС к паразитным фазовым сдвигам, обусловленным фазовой нестабильностью формирователя 3 синусоидального напряжения и потерями в меди к железе СКВТ, обеспечивает высокую точность ее работы при воздействии влияющих факторов. Экспериментальные исследования макетного образца ФСС подтвердили достижение тюложительного эффекта. Нагрев формирователя синусоидального напряжения и СКВТ 20-70 С не приводил к смещению выходной фазы предлагаемой ФСС, в то время кек дополнительная ошибка известной ФСС, выполненной на тех же элементах, достигала в указанных условиях 20 эл. мин,: М Ь Формула изобретенияфазовая следящая системасодержащая последовательно соединенные генератор импульсов,. делитель частоты, формировательь синусоидального напряжения и основной синусно-косинусный вращающийся трансформатор, два выхоца которого через соответствующие усилители и фезовые детекторы подключены к первому и второму входу сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр, преобразователь напряжение - частота и реверсивный счетчик подключен к первому входу первого преобразователя кодфаза, тактовый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а два выхода - .к вторым входам первого и второго фазовых детекторов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повн.чения точности, в нее введены дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, третий и четвертый усилители, третий и четвертый фазовые детекторы и второй преобразователь кодфаза, первый вход которого подключенк второму выходу реверсивного счетчика, тактовый вход - к выходу генератора импульсов, а два выхода - к первым входам третьего и четвертого фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к выходам третьего к четвертого усилителей, а выходы - к третьему и четвертому. входам сумматора, первые входы третьего к четвертого усилителей подключены соответственно к первому и второму выходам основного синусно-косинусного вращающегося трансформатора, вход дополнительного скнусно-косинусного вращающегося трансформатора, расположенного на валу основного синуснокосинусного вращающегося трансформатора, подключен к второму выходу формирователя синусоидального напряжения, первый выход - к.вторым входам первого и третьего усилителей, а второй выходк вторым входам второго и четвертого усилителей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ж 395874, кл. 9 08 С 9/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР Ж 796787, кл. Я 05 В 1101, 1979аз 64 Н 1 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 914 ПодписноеПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытий38, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5