Фазовая следящая система

Фазовая следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С, 05 В 11/Ol

3ЬоударстаеннмН комнтет

СССР

IIo делам нэобретеннй н отхрытнй

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень Юе 32 (53) УД К 62. 50 (088.8) Дата опубликования описания 01.08.82

° Н..Дорофее в (72) Авторы изобретения

В. Д„Аксененко, С. Я. Барменков, В. Н. Васильев

l (7l ) Заявитель (54) ФАЗОВАЯ СЛЕД,ЯШАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть, в частности, использовано в преобразователях угол — фаза — код следящего типа.

Известны фазовые следящие системы (ФСС), содержащие фазовые детекторы, 5 суммирующий усилитель, фильтр, управляемый генератор (1) .

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является фазовая следящая система, содержащая синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ}, входы которого подключены к двухфазному генератору, состоящему из генератора импульсов, делителя частоты 15 и формирователя синусоидального напряжения, а выходы связаны через усили» тели и фазовые детекторы с сумматором, выход которого 1 через фильтр и преобразователь напряжения в частоту 20 соединен с реверсивным счетчиком, прямые выходы которого через преобразователь код-фаза подключены к вторым входам фазовых двтекторов (2 .

Недостатком известных систем является погрешность, обусловленная фазовой нестабипьностью формирования сикусоидального напряжения и изменением от температуры фазового сдвига, вносимого.

СКИТ вследствие потерь в меди н железе б

Цель изобретения — повышение точности преобразования путем исключения ошибки, обусловленной фазовой нестабильностью формирователя и CKBT.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовую следящую систему, содержащую последовательна 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 входуусумматара, выход которого через последовательно соединенные филвгр, преобразователь напряжениечастота н реверсивный счетчик подключен фазовая следящая система содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты и формирователь 3 синусоидального напряжения, выходы которого подключены. к основно4О 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 соответствен45 но к основным 11, 12 и дополнительным 13, 14 фаэовым детекторам, выходы которых через последовательно соединеннъ е сумматор 15, фильтр 16, преобразователь 17 нвлряжения в частоту соединены 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 à, 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 подключен1О 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-косинусного вращающегося трансформатора, вход дополнительного синусно-косинусного вращающегося трансформатора,,расположен- . ного на валу основного синусно-косинус- д ного вращающегося трансформатора, подключен к второму выходу формирователя синусоидального напряжения, первый выход — к вторым входам первого и третьего усилителей, а второй выход - к вто-,зп рым входам второго и четвертого усилителей.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы.

26 4

Фазовая следящая система работает следующим образом.

Частота импульсов генератора 1 пони.жается делителем 2 частоты и на выходе формирователя 3 вырабатываются два квадратурных синусоидальных напряжения

Ц sin (v4 9 p) и UcoS(4D t. ap) 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=LlS in siП(М g) (4() =0сОА Б4ь(и1(-Ц)) (1) (5 (t ) "cosK сОС (Mt+(p)

06(<) "s

1 — 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 ф, происходит с разны.ми знаками

Uz(t) =- 0cos(vt,.q+g)

u8(t)= Uь й(t+q+<) (2)

2.

U (<) = О соь (ы(, a y - с )

"10(1) = u Sin(ut V - }

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 пре образователя 20 с точностью до единицы младшего разряда, соответствует (при полной емкости счетчика 18, соответствующей 360 ) смещению фазы на угол (360 — 9 ). Напряжение на выходе U< .сумматора 15 равно сумме выходных напряжений фазовых детекторов

11-14

Ц, -Осовев ь п(ж-8} Using) сов(к-8)+

>icos q> S n(e,-8)-0 s n y со (К - 8)

=2U cos y s п(сс-9}, Выходное найряжение сумматора 15 управляет через преобразователь 17 на-, пряжения в частоту изменением кода ре5 ЙВ4Й версивного счетчика 18. Код счетчика

18 устанавливается при U < равном нулю, что, как видно из (3), происходит при oL = 6,.

Таким обрезом, фаза выходного сигнала 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, обусловленным фезовой нестабильностью формирователя 3 и изменением фазового сдвигa от комплексного характера, функции передачи СКВТ.

Техническая эффективность предлагаемой ФСС состоит в том, что в результате введения дополнительных элементов и их соответствующего включения выходная фаза ФСС не зависит от паразитных фазовых сдвигов переменного напряжения при его формировании и прохсекдении через

СКВТ. Напряжение на выходе сумматора известной системы описывается первыми двумя слагаемыми (3), что приводит к равенству

U p = UcosQ shirr(Ж-8)iUsinq сои(8)=0 при 8 gg,, 6 =k +ДО, гдеЬ6 т„е. 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 20 20 С может достигать

+ (10-15) эл.мин.

Нечувствительность 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 чтоложительного эффекте. 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..

26 Ь

Формула изобретения

Фазовая следящая система,,содержащая последовательно соединенные генератор импульсов,. делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения и основной синусно-косинусный вращающийся трансформатор, два выхода 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.пения точности, в нее введены дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, третий и четвертый усилители, третий и четвертый фезовые детекторы и второй преобразователь кодфаза, первый вход которого подключен

l к 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, раеположенного 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 11l01, 1979

{ прототип).

Составитель В, Грибова

Редактор А. Мотыль Телред А,Бабинеи Корректор M. Шароши

Заказ 6431/47 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЭОЗ5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4