JPH04364477A - Phase computing apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To cut unnecessary data and to make it possible to secure the ROM region by that amount by adding the offset value of each region to the numerical value obtaining by series expansion at the divided region of an angle whose phase is shifted, and computing the phase. CONSTITUTION:A phase-shift operating part 11 obtains the phase-shifted value x=Sin (theta-K') by using Sin theta and Cos theta and an arbitrary phase angle K'. An offset-value determined part 12 determines the offset value K at each phase- shifted value and stores the value in a ROM 20. A series expanding part 13 expands the series within the rage of 0 degree <=x<=30 degrees in the divided regions of 0 degree <=x<=30 degrees, 30 degrees <=x<=60 degrees and 60 degrees <=x<=90 degrees by using each phase-shifted value (x) with, e.g. the phase angles K' as 0 degree, 30 degrees, 60 degrees and 90 degrees. Thus, the expanded value Sin<-1>x is obtained. In an adding part 14, the phase is computed by adding the offset value k in each region, which is determined for every region, to Sin<-1>x.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase calculation device that calculates a phase using an arithmetic processing unit.

【０００２】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にコンピュータに導
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。[Prior Art] For example, in a digital relay, a current is detected from a power system, the current signal is sampled at a certain synchronized period, and is introduced into a computer through a microphone, and based on a predetermined program, Sinθ and Cosθ
The phase is calculated after determining the .

【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
。FIG. 3 shows a conventional phase calculation method. Reference numeral 1 denotes an arithmetic processing unit, in which ISin θ and ICos θ signals are introduced, and an arithmetic unit 2 calculates tan θ. The conversion unit 3 converts the data into a phase angle while referring to the data for tan-1 stored in the conversion unit (ROM) 4, and outputs it as a phase signal.

【０００４】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。In the conventional method shown in FIG. 3, data for tan-1 must be prepared in order to determine the phase. Since this data is usually placed in the ROM area, the program capacity is reduced. For example, if the phase angle increments are 0.1 degrees, 90 degrees of data are required, and each data is 2 bytes, so (90×10)×
2=1800 bytes are required. This means that if one instruction is 3 bytes on average, data for 600 instructions is required.
The problem is that the program capacity decreases accordingly.

【０００５】[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
、移相された角度の領域に分けて級数展開する級数展開
部と、展開された数値に数値に各領域のオフセット値を
加算して位相を算出する加算部とを設けたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a device for determining a phase, which includes a phase shift calculation section that performs a phase shift calculation of a constant angle based on signals of Sin θ and Cos θ, and a An offset value determination unit that determines the offset value, a series expansion unit that performs series expansion by dividing the phase-shifted angle into regions, and an addition that calculates the phase by adding the offset value of each region to the expanded value. It has a section.

【０００６】[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。[Operation] The phase shift calculation section changes from Sinθ, Cosθ to Sinθ
is phase-shifted to obtain Sin(θ-K'), and in the offset value determination section, the value of Sin(θ-K') is determined as 0<Sin(
θ-K') < α (however, α<1), and in the series expansion section and addition section, Sin-1θ=Sin-1(θ-K'
)+K to calculate the phase.

【０００７】[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１０
には、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Ｓ
ｉｎ（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Ｓｉｎθ
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。Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the same figure, 10 is an arithmetic processing section, and this processing section 10
includes a phase shift calculation unit 11 that calculates Sin(θ−K′) of a plurality of different phase shift angles from an AC signal of Sinθ and Cosθ, and an offset value determination unit that determines an offset value K corresponding to each phase shift angle. 12 and S obtained by the phase shift calculation unit 11
Series expansion unit 13 that performs series expansion based on in(θ−K′)
and an addition section 14 that adds an offset value to the value obtained by the series expansion section. 20 is Sinθ
and Cos θ, and 30 is an interface for introducing an AC signal.

【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＝ＳｉｎθＣｏｓθ６０°−ＣｏｓθＳｉｎ６０°を
演算してＳｉｎ（θ−６０°）を求める。[0008] In the present invention configured as above,
The operation will be explained using FIG. 2. interface 30
For example, if an AC analog signal is introduced into
After being converted into a digital signal by this interface 30, the arithmetic processing unit 10 calculates Sin θ and Cos θ and temporarily stores it in the storage unit 20. Phase shift calculation unit 11
uses Sinθ and Cosθ in step S1,
Assuming that the phase shift angle K' is 60 degrees, x=SinθCosθ60°−CosθSin60° is calculated to obtain Sin(θ−60°).

【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
。[0009] The offset value determining unit 12 performs step S2.
In S1, it is determined whether or not the obtained x is greater than 0. If it is, in S3, the offset value K at Sin (θ-60°) is determined to be 60 and is stored in the storage unit.

【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＝ＳｉｎθＣｏｓθ３０°−
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＝Ｓｉｎ
θ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°，６
０°，９０°の３０°間隔）を用いて（０°≦ｘ≦３０
°），（３０°＜ｘ≦６０°），（６０°＜ｘ≦９０°
）の領域に分けて０°≦ｘ≦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°＜ｘ≦６０°の範囲では３０に、６０°＜ｘ
≦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。If x is smaller than 0 in S2, the phase shift calculation unit 11 performs phase shift calculation again in S4. In this case, the phase shift angle is assumed to be 30 degrees, and x=SinθCosθ30°−
Calculate CosθSin30°. In step S5, the offset value determining unit 12 determines that x obtained in S4 is 0.
If it is larger, the offset value K is determined to be 30 in S6 and is stored in the storage unit. Also, x
is smaller than 0, x=Sin in step S7
The offset value is set to 0 as θ. And step S8
Then, the series expansion unit 13 calculates x=Sin(θ−K′) obtained in the phase shift calculation unit 11, where K′ is 0°, 30°, 6
(0°≦x≦30
°), (30°<x≦60°), (60°<x≦90°
) and perform series expansion in the range 0°≦x≦30° to find Sin-1x. In step S9, the adder 14
is 30 in the range of 30°<x≦60°, and 60°<x
In the range of ≦90°, the phase is calculated by adding the offset value of each region determined for each region to 60 to Sin-1x.

【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、[0011] In the above embodiment, the offset value is determined by dividing the angle into 30 degrees, but this angle may also be, for example, 15 degrees. Calculations are required to determine the value. The series expansion unit 11 is

【００１２】0012

【数１】[Math 1]

【００１３】（但し│ｘ│≦│）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
差が略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。The following calculation is performed (where |x|≦|); if x is about 0 to 0.5, it can be sufficiently approximated with up to three terms on the right side. That is, when x=0.5, the true value
0.523598...
Third
The approximation to the term is 0.523177..., and the error is approximately 0.025 degree. Therefore, it is practically sufficient to calculate Sin-1x by dividing into the three regions described above and calculating up to the third term of equation (1). Furthermore, if the angle division area is made smaller than 30 degrees (18 degrees) and x=0.309 in the approximation up to the third term, the error becomes even smaller, about 0.
It becomes 0007 degrees.

【００１４】[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。[Effects of the Invention] According to the present invention, the phase of Sin θ is shifted to an arbitrary angle, and Sin-1x is obtained by dividing the phase-shifted region into series expansion within a certain range, and further calculating the offset value of each region. Since the phase is calculated using a relatively small number of programs by adding , there is no need for conventional data for tan-1θ, and the ROM area can be secured accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【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。FIG. 2 is a flowchart of phase calculation calculation for explaining the present invention.

【図３】従来の位相検出装置の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional phase detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Arithmetic processing section, 11... Phase shift calculation section, 12... Offset value determination section, 13... Series expansion section, 14... Addition section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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Ｃｏｓ
θ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、各位相値の領域に分けて級数展開する級
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。[Claim 1] In a device that calculates a phase by introducing signals of Sin θ and Cos θ, the signals of Sin θ and Cos θ are
A phase shift calculation section that calculates a phase shift value Sin (θ-K') by performing a phase shift calculation based on the θ signal and the arbitrary phase angle value K', and Compare with the comparison value,
An offset value determination unit that determines the offset value K at the arbitrary phase angle when the comparison condition is satisfied, and the phase shift calculation unit and offset value determination unit calculate phase shift values corresponding to a plurality of phase angles, and determine the phase shift values for each phase value. 1. A phase calculation device comprising: a series expansion calculation unit that performs series expansion in areas; and an addition unit that adds each of the offset values to the values obtained by the calculation unit.