JP3042026B2 - 位相算出装置 - Google Patents
位相算出装置Info
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- JP3042026B2 JP3042026B2 JP3139866A JP13986691A JP3042026B2 JP 3042026 B2 JP3042026 B2 JP 3042026B2 JP 3139866 A JP3139866 A JP 3139866A JP 13986691 A JP13986691 A JP 13986691A JP 3042026 B2 JP3042026 B2 JP 3042026B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は演算処理装置を用いて位
相を算出する位相算出装置に関するものである。
相を算出する位相算出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばディジタルリレーにおいては、電
力系統より電流を検出し、一定の同期した周期にてその
電流信号をサンプリングしてマイクロコンピュータに導
入し、所定のプログラムに基づいてSinθとCosθとを求
めた後に位相を算出することが行われている。
力系統より電流を検出し、一定の同期した周期にてその
電流信号をサンプリングしてマイクロコンピュータに導
入し、所定のプログラムに基づいてSinθとCosθとを求
めた後に位相を算出することが行われている。
【０００３】図３は従来の位相算出方式を示したもの
で、１は演算処理部で、ＩSinθとＩCosθの信号を導入
して演算部２でtanθを求める。変換部３では変換部
（ＲＯＭ）４に蓄えられたtan-1 θ用のデータを参照し
ながら位相角に変換し、位相信号として出力する。
で、１は演算処理部で、ＩSinθとＩCosθの信号を導入
して演算部２でtanθを求める。変換部３では変換部
（ＲＯＭ）４に蓄えられたtan-1 θ用のデータを参照し
ながら位相角に変換し、位相信号として出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３で示す従来の方法
では、位相を求めるためにtan-1 θ用のデータを用意し
なければならない。このデータは通常ＲＯＭ領域に置か
れるためプログラム容量が減少する。例えば、位相角の
刻みを０.１度とすると、データは９０度分必要であ
り、且つ１データ２バイトであるので（９０×１０）×
２＝１８００バイト必要となる。これは、１命令を平均
３バイトとすると６００命令分のデータが必要となり、
その分プログラム容量が減少する問題を有している。
では、位相を求めるためにtan-1 θ用のデータを用意し
なければならない。このデータは通常ＲＯＭ領域に置か
れるためプログラム容量が減少する。例えば、位相角の
刻みを０.１度とすると、データは９０度分必要であ
り、且つ１データ２バイトであるので（９０×１０）×
２＝１８００バイト必要となる。これは、１命令を平均
３バイトとすると６００命令分のデータが必要となり、
その分プログラム容量が減少する問題を有している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は位相を求めるも
のにおいて、SinθとCosθの信号をもとに一定角度の移
相演算をする移相演算部と、求められた移相値に対応し
たオフセット値を決定するオフセット値決定部と、この
移相値を級数展開して移相値のアークサインを求める級
数展開部と、展開された数値に各領域のオフセット値を
加算する加算部とを設けたものである。
のにおいて、SinθとCosθの信号をもとに一定角度の移
相演算をする移相演算部と、求められた移相値に対応し
たオフセット値を決定するオフセット値決定部と、この
移相値を級数展開して移相値のアークサインを求める級
数展開部と、展開された数値に各領域のオフセット値を
加算する加算部とを設けたものである。
【０００６】
【作用】移相演算部はSinθ，CosθからSinθを移相し
てSin（θ−Ｋ）を求め、オフセット値決定部におい
て、Sin（θ−Ｋ）の値が０＜Sin（θ−Ｋ）＜α（但し
α＜１）とし、級数展開部および加算部において、Sin
-1θ＝Sin-1（θ−Ｋ）＋Ｋを求めることによって位相
を算出する。
てSin（θ−Ｋ）を求め、オフセット値決定部におい
て、Sin（θ−Ｋ）の値が０＜Sin（θ−Ｋ）＜α（但し
α＜１）とし、級数展開部および加算部において、Sin
-1θ＝Sin-1（θ−Ｋ）＋Ｋを求めることによって位相
を算出する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示したものであ
る。同図において、１０は演算処理部で、この処理部１
０には、絶対値に変換されたSinθとCosθの交流信号か
ら複数の異なる移相角のSin（θ−Ｋ）を求める移相演
算部１１と、各移相角に対応したオフセット値Ｋを決定
するオフセット値決定部１２と、移相演算部１１にて求
められたSin（θ−Ｋ）をもとに級数展開する級数展開
部１３と、この級数展開部によって得られた値にオフセ
ット値を加算する加算部１４とを有している。２０はSi
nθとCosθとを記憶する記憶部、３０は交流信号を導入
するインタフェースである。
る。同図において、１０は演算処理部で、この処理部１
０には、絶対値に変換されたSinθとCosθの交流信号か
ら複数の異なる移相角のSin（θ−Ｋ）を求める移相演
算部１１と、各移相角に対応したオフセット値Ｋを決定
するオフセット値決定部１２と、移相演算部１１にて求
められたSin（θ−Ｋ）をもとに級数展開する級数展開
部１３と、この級数展開部によって得られた値にオフセ
ット値を加算する加算部１４とを有している。２０はSi
nθとCosθとを記憶する記憶部、３０は交流信号を導入
するインタフェースである。
【０００８】以上のように構成された本発明において、
図２を用いてその動作を説明する。インタフェース３０
に、例えば交流のアナログ信号が導入されたとすると、
このインタフェース３０でディジタル信号に変換された
後、演算処理部１０でSinθおよびCosθの演算がなされ
て記憶部２０に一旦記憶される。移相演算部１１は、ス
テップＳ１においてSinθとCosθを用い、且つ移相角Ｋ
を６０度と仮定して ｘ＝SinθCos６０°−CosθSin６０° を演算してSin（θ−６０°）を求める。
図２を用いてその動作を説明する。インタフェース３０
に、例えば交流のアナログ信号が導入されたとすると、
このインタフェース３０でディジタル信号に変換された
後、演算処理部１０でSinθおよびCosθの演算がなされ
て記憶部２０に一旦記憶される。移相演算部１１は、ス
テップＳ１においてSinθとCosθを用い、且つ移相角Ｋ
を６０度と仮定して ｘ＝SinθCos６０°−CosθSin６０° を演算してSin（θ−６０°）を求める。
【０００９】オフセット値決定部１２は、ステップＳ２
において、Ｓ１で求められたｘが０より大きいか否かを
判断し、大の場合にはＳ３でSin（θ−６０°）におけ
るオフセット値Ｋを６０に決定して記憶部に保存する。
において、Ｓ１で求められたｘが０より大きいか否かを
判断し、大の場合にはＳ３でSin（θ−６０°）におけ
るオフセット値Ｋを６０に決定して記憶部に保存する。
【００１０】Ｓ２でｘが０より小の場合には、Ｓ４で再
度移相演算部１１において移相演算する。この場合の移
相角は３０度と仮定し、 ｘ＝SinθCos３０°−CosθSin３０° を演算する。オフセット値決定部１２は、ステップＳ５
においてＳ４で求められたｘが０より大きいか否かを判
断し、大の場合にはＳ６でオフセット値Ｋを３０に決定
して記憶部に記憶する。また、ｘが０より小の場合には
ステップＳ７においてｘ＝Sinθとしてオフセット値を
０とする。そしてステップＳ８で級数展開部１３は、移
相演算部１１において求められたｘ＝Sin（θ−Ｋ）但
しＫは０°，３０°，６０°，の３０°間隔）を用いて
（０°≦θ≦３０°），（３０°＜θ≦６０°），（６
０°＜θ≦９０°）の領域に分けられた０°≦θ≦３０
°の範囲で級数展開をし、Sin-1ｘを求める。ステップ
Ｓ９で加算部１４は、３０°＜θ≦６０°の範囲では３
０に、６０°＜θ≦９０°の範囲では６０に夫々領域毎
に決定されている各領域のオフセット値をSin-1ｘに加
算することによって位相を算出する。上記では、０°≦
θ≦９０°の範囲について説明してきたが、３６０°ま
での範囲については下記手法にて容易に可能となる。す
なわち、級数展開部１３におい て、ｓｉｎ -1 ｘ＝ ｓｉ
ｎ -1 ｘ・１８０/π を演算し、ラジアンを度に変換して
ｓｉｎ -1 を求める。更に保存されているｃｏｓθとｓｉ
ｎθのデータを用いて、 ｃｏｓθ＜ 0の場合には、ａ
ｎｓ＝１８０−ａｎｓを演算して９０°＜θ≦ １８０°
の変換を行い、また、ｓｉｎθ＜０の場合にはａｎｓ＝
３６０−ａｎｓの演算を行うことによって２４０°≦θ
≦３６０°に変換する。これによって、 ａｎｓ＝３６
０°−（１８０°−ａｎｓ）＝１８０＋ａｎｓとなり、
これらの演算ステップを図２のＳ９以降に実施すること
によって１８０°＜θ＜２４０°の変換が可能となる。
度移相演算部１１において移相演算する。この場合の移
相角は３０度と仮定し、 ｘ＝SinθCos３０°−CosθSin３０° を演算する。オフセット値決定部１２は、ステップＳ５
においてＳ４で求められたｘが０より大きいか否かを判
断し、大の場合にはＳ６でオフセット値Ｋを３０に決定
して記憶部に記憶する。また、ｘが０より小の場合には
ステップＳ７においてｘ＝Sinθとしてオフセット値を
０とする。そしてステップＳ８で級数展開部１３は、移
相演算部１１において求められたｘ＝Sin（θ−Ｋ）但
しＫは０°，３０°，６０°，の３０°間隔）を用いて
（０°≦θ≦３０°），（３０°＜θ≦６０°），（６
０°＜θ≦９０°）の領域に分けられた０°≦θ≦３０
°の範囲で級数展開をし、Sin-1ｘを求める。ステップ
Ｓ９で加算部１４は、３０°＜θ≦６０°の範囲では３
０に、６０°＜θ≦９０°の範囲では６０に夫々領域毎
に決定されている各領域のオフセット値をSin-1ｘに加
算することによって位相を算出する。上記では、０°≦
θ≦９０°の範囲について説明してきたが、３６０°ま
での範囲については下記手法にて容易に可能となる。す
なわち、級数展開部１３におい て、ｓｉｎ -1 ｘ＝ ｓｉ
ｎ -1 ｘ・１８０/π を演算し、ラジアンを度に変換して
ｓｉｎ -1 を求める。更に保存されているｃｏｓθとｓｉ
ｎθのデータを用いて、 ｃｏｓθ＜ 0の場合には、ａ
ｎｓ＝１８０−ａｎｓを演算して９０°＜θ≦ １８０°
の変換を行い、また、ｓｉｎθ＜０の場合にはａｎｓ＝
３６０−ａｎｓの演算を行うことによって２４０°≦θ
≦３６０°に変換する。これによって、 ａｎｓ＝３６
０°−（１８０°−ａｎｓ）＝１８０＋ａｎｓとなり、
これらの演算ステップを図２のＳ９以降に実施すること
によって１８０°＜θ＜２４０°の変換が可能となる。
【００１１】なお上記実施例においては、角度を３０度
分割にしてオフセット値を決定しているが、この角度
は、例えば１５度でもよく、その場合には実施例の倍で
ある６個のオフセット値決定のための演算が必要とな
る。級数展開部１１は、
分割にしてオフセット値を決定しているが、この角度
は、例えば１５度でもよく、その場合には実施例の倍で
ある６個のオフセット値決定のための演算が必要とな
る。級数展開部１１は、
【００１２】
【数１】
【００１３】（但し｜ｘ｜≦１）の演算を行うが、ｘが
０〜０.５程度であれば右辺３項までで充分近似でき
る。 すなわち、ｘ＝０.５のとき、 真値 ０.５２３５９８…… 第３項までの近似 ０.５２３１７７…… で、その誤差が約０.０２５度となる。このため前述し
た３領域に分けて（１）式第３項までの演算でSin-1ｘ
を求めることで実用的には充分である。また、角度の分
割領域を３０度より小さく（１８度）し、第３項までの
近似でｘ＝０.３０９の場合には誤差は更に小さくなり
約０.０００７度となる。
０〜０.５程度であれば右辺３項までで充分近似でき
る。 すなわち、ｘ＝０.５のとき、 真値 ０.５２３５９８…… 第３項までの近似 ０.５２３１７７…… で、その誤差が約０.０２５度となる。このため前述し
た３領域に分けて（１）式第３項までの演算でSin-1ｘ
を求めることで実用的には充分である。また、角度の分
割領域を３０度より小さく（１８度）し、第３項までの
近似でｘ＝０.３０９の場合には誤差は更に小さくなり
約０.０００７度となる。
【００１４】
【発明の効果】以上本発明によれば、Sinθを任意角度
に移相し、移相された領域に分けて或る範囲内で級数展
開してSin-1ｘを求め、更に各領域のオフセット値を加
算することによって比較的少ないプログラムによって位
相を算出するようにしたものであるから、従来のような
tan-1θ用のデータが不要となり、その分のＲＯＭ領域
が確保できるものである。
に移相し、移相された領域に分けて或る範囲内で級数展
開してSin-1ｘを求め、更に各領域のオフセット値を加
算することによって比較的少ないプログラムによって位
相を算出するようにしたものであるから、従来のような
tan-1θ用のデータが不要となり、その分のＲＯＭ領域
が確保できるものである。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明を説明するための位相算出演算のフロー
チャート。
チャート。
【図３】従来の位相算出装置の構成図。
１０…演算処理部、１１…移相演算部、１２…オフセッ
ト値決定部、１３…級数展開部、１４…加算部。
ト値決定部、１３…級数展開部、１４…加算部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 25/00
Claims (1)
- 【請求項１】 SinθとCosθとの信号を導入して位相を
算出するものにおいて、前記SinθとCosθの信号と任意
位相角の値Ｋをもとに移相演算して移相値Sin（θ−
Ｋ）を求める移相演算部と、この移相演算部によって求
められた値と所定比較値と比較し、比較条件成立時に前
記任意位相角時におけるオフセット値Ｋと判断するオフ
セット値決定部と、前記移相演算部とオフセット値決定
部とによって複数位相角に対応した移相値を求め、この
移相値を級数展開して移相値のアークサインを求める級
数展開演算部と、この演算部によって求められた値に前
記各オフセット値を加算する加算部を備えたことを特徴
とする位相算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139866A JP3042026B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 位相算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139866A JP3042026B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 位相算出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364477A JPH04364477A (ja) | 1992-12-16 |
| JP3042026B2 true JP3042026B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=15255378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139866A Expired - Fee Related JP3042026B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 位相算出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042026B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP3139866A patent/JP3042026B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04364477A (ja) | 1992-12-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |