RU1783473C - Digital-analog servo system device for control of positioning object - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дл  управлени  объектами по сигналам от вычислительных устройств. В цифроаналоговую след щую систему, содержащую СКВТ-датчик 1 угла поворота, соответственно с входом 2 питани , а также с синусным 3 и косинусным 4 выходами, источник 5 переменного напр жени , блок б определени  знака, первый 7 и второй 8 фазочувствительные выпр мители , коммутатор 9, преобразователь 10, состо щий из блока пам ти 11 и цифроэналогового преобразовател  12, низкочастотный фильтр 13. электропривод 14, первый 15, второй 16, третий 17 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, цифровой задат- чик 18, с целью повышени  точности, быстродействи  и увеличени  запаса устойчивости системы, введены генератор 19 импульсов и D-триггер 20 Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что скважность импульсов на выходе D-триггера 20 строго равна двум, а на его входе может быть любой, в противном случае в работу системы будет внесена ошибка 3 ил СП СThe invention relates to automation and can be used to control objects by signals from computing devices. To a digital-analogue tracking system containing an SQT sensor 1 of an angle of rotation, respectively, with a power input 2, as well as a sine 3 and cosine 4 outputs, an AC voltage source 5, a sign detection unit b, first 7 and second 8 phase-sensitive rectifiers, switch 9, converter 10, consisting of a memory unit 11 and a digital-to-analog converter 12, a low-pass filter 13. an electric drive 14, a first 15, a second 16, a third 17 elements EXCLUSIVE OR, a digital switch 18, in order to improve accuracy, speed and increase the stability stability of the system, the pulse generator 19 and the D-trigger 20 are introduced The goal is achieved due to the fact that the duty cycle of the pulses at the output of the D-trigger 20 is strictly equal to two, and there can be any input, otherwise an error will be introduced into the system 3 silt SP S

Description

Предлагаемое изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дл  управлени  объектами по сигналам вычислительных устройств.The present invention relates to automation and can be used to control objects using signals from computing devices.

Известна цифроаналогова  след ща  система, содержаща  функциональный преобразователь , первый вход которого соединен с выходом генератора опорного напр жени , вторые входы - с выходом системы , а выход- с входом первого усилител  и последовательно соединенные вращающийс  трансформатор, второй усилитель и двигатель, вал которого механически св зан с ротором вращающегос  трансформатора, а также дешифратор и шесть ключей, включенный между первым усилителем и обмотками вращающегос  трансформатораA known digital-analog tracking system comprising a functional converter, the first input of which is connected to the output of the reference voltage generator, the second inputs to the output of the system, and the output to the input of the first amplifier and are connected in series by a rotary transformer, a second amplifier and a motor whose shaft is mechanically connected is engaged with the rotor of the rotary transformer, as well as a decoder and six keys, connected between the first amplifier and the windings of the rotary transformer

Недостатками данной системы  вл етс  ее низкие точность, быстродействие и /с- тойчивость.The disadvantages of this system are its low accuracy, speed and / or stability.

Известна цифроаналогова  след и.а  система, содержаща  последовательно соединенные источник опорного напр жени , функциональный цифроаналоговый преобразователь , два фильтра, четыре ключа, два усилител , синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, синусна  и косинусна  обмотки которого соединены с выходами усилителей, а выходна  обмотка соединена через ключ - прерыватель с выходом электропривода, а также генераторThere is a known digital-analog trace and a system containing a series-connected reference voltage source, a functional digital-to-analog converter, two filters, four keys, two amplifiers, a sine-cosine rotary transformer, the sine and cosine windings of which are connected to the outputs of the amplifiers, and the output winding is connected through the key is a breaker with an electric drive output, as well as a generator

х1x1

00 CJ00 CJ

UU

XIXi

соwith

несущей частоты, выходы которого соединены с вторыми входами ключей и управл ющим входом ключа-прерывател .carrier frequency, the outputs of which are connected to the second inputs of the keys and the control input of the key-chopper.

Недостатком данной системы  вл ютс  ее низкие точность, быстродействие м устойчивость .The disadvantage of this system is its low accuracy, speed and stability.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  цифроаналогова  система, по которой получено положительное решение , содержаща  источник переменного напр жени , электропривод, датчик угла поворота, ротор которого механически соединен с валом электропривода, вал которого кинематически св зан с валом нагрузки и валом СКвТ- датчика,синусно-косинусныйClosest to the proposed one is a digital-analog system, according to which a positive solution is obtained containing an alternating voltage source, an electric drive, a rotation angle sensor, the rotor of which is mechanically connected to the electric drive shaft, the shaft of which is kinematically connected with the load shaft and the shaft of the CKT sensor, sine cosine

цифроаналоговый преобразователь, младшие разр ды цифрового входа которого  в- л ютс  младшими разр дами управл ющего входа системы, коммутатор, два фазочувствительных выпр мител , сое- . диненных информационными входами с соответствующими выходами датчика угла поворота, блок определени  знака, первый вход которого соединен с выходом источника переменного напр жени  и входом датчика угла поворота, а второй вход подключен к общей шине, три элемента исключающее ИЛИ, при этом первые входы третьего и второго элементов исключающее ИЛИ  вл ютс  старшими разр дами управл ющего входа системы, вторые входы третьего и второго элементов исключающее ИЛИ св заны с выходом блока определени  знака, аналоговый вход синусно-косинусного цифроанэлогоаого преобразовател  соединен с выходом коммутатора, первый и второй информационные входы которого подсоединены к выходам соответствующих фазочувствительных выпр мителей , выход которого элемента исключающее ИЛИ соединен с управл ющим входом второго фазочувствительного выпр мител , первый - вход первого элемента исключающее ИЛИ св зан с первым входом третьего элемента исключающее ИЛИ, низкочастотный фильтр, выход которого соединен со входом электропривода, вторые входы третьего и второго элементов исключающее ИЛИ св заны со старшим разр дом цифрового входа синусно-косинусного циф- роаналогового преобразовател , выходом подключенного ко входу к низкочастотному фильтру, выход третьего элемента исключающее ИЛИ соединен с управл ющим входом коммутатора, управл ющий вход первого фазочувствительного выпр мител  соединен с выходом первого элемента исключающее ИЛИ, выход второго элемента Исключающее ИЛИ св зан со вторым входом первого элемента Исключающее ИЛИ.a digital-to-analog converter, the low-order bits of the digital input of which are the low-order bits of the control input of the system, a switch, two phase-sensitive rectifiers, soyo. connected by information inputs with the corresponding outputs of the angle sensor, a sign detection unit, the first input of which is connected to the output of the AC voltage source and the input of the angle sensor, and the second input is connected to a common bus, three elements are OR, the first inputs of the third and second exclusive-OR elements are the high-order bits of the control input of the system, the second inputs of the third and second exclusive-OR elements are associated with the output of the sign-determining unit, the analog input is sine-cosine a clear digital-to-analog converter is connected to the output of the switch, the first and second information inputs of which are connected to the outputs of the corresponding phase-sensitive rectifiers, the output of which exclusive OR element is connected to the control input of the second phase-sensitive rectifier, the first is the input of the first element exclusive OR connected to the first input of the third exclusive OR element, a low-pass filter, the output of which is connected to the input of the electric drive, the second inputs of the third and second elements are exclusive OR connected to the high-order digital input of the sine-cosine digital-to-analog converter, the output connected to the input to the low-pass filter, the output of the third element exclusive OR connected to the control input of the switch, the control input of the first phase-sensitive rectifier connected to the output of the first element exclusive OR, the output of the second XOR element is associated with the second input of the first XOR element.

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  его устойчивость, котора  обуславливаетс  наличием низкочастотного фильтра с посто нной времени т RC. Данный блок вносит отрицательный фазовый сдвиг - arctg сот и уменьшает запас устойчивости системы по фазе на величинуThe disadvantage of this device is its low stability, which is caused by the presence of a low-pass filter with a constant time t RC. This unit introduces a negative phase shift - arctg cells and reduces the system phase margin by an amount

arctg fttr, гдейА; - частота среза след щей системы. Величина г должна быть равной 5-10 ТН1 где Тн - период опорной частоты. Величину т можно уменьшить, уменьшив величину Тн, однако увеличение опорной частоты приводит к по влению дополнительных погрешностей СКВТ, и, следовательно, след щей системы в целом, поэтому опорные частоты строго определены дл  каждого СКВТ. Например, дл  СКВТ 6465 опорна arctg fttr, where a; is the cutoff frequency of the following system. The value of g should be equal to 5-10 TH1 where Tn is the period of the reference frequency. The value of m can be reduced by decreasing the value of Tn, however, an increase in the reference frequency leads to the appearance of additional errors in the SLEF, and, consequently, for the tracking system as a whole, therefore, the reference frequencies are strictly determined for each SLE. For example, for SEC 6465 reference

частота равна 400 Гц Введение в цепь компенсирующего звена, например дифферен- цирующую цепочку, внос щую положительный фазовый сдвиг, приводит к тому, что резко возрастает пульсаци  наthe frequency is 400 Hz. The introduction of a compensating link, for example, a differentiating chain introducing a positive phase shift, leads to a sharp increase in the ripple

входе усилител  электропривода. А это приводит к насыщению усилител , паразитному разогреву обмоток двигател  и снижению точности и быстродействи  след щей системы . power amplifier input. And this leads to saturation of the amplifier, spurious heating of the motor windings and a decrease in the accuracy and speed of the tracking system.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение точности, быстродействи  и увеличение1 запаса устойчивости след щей системы.The aim of the invention is to improve the accuracy, speed and increase1 stability margin of the tracking system.

Поставленна  цель достигаетс  тем, чтоThe goal is achieved in that

в цифроаналоговую след щую систему, содержащую цифровой задатчик, выходы (п+1)-го и (п+2)-го разр дов которого соединены с первыми входами, соответственно первого и второго элементов исключающееto a digital-analogue tracking system containing a digital master, the outputs of the (n + 1) th and (n + 2) th bits of which are connected to the first inputs, respectively, excluding the first and second elements

ИЛИ, а выход каждого i-ro разр да соединен с i-ым информационным входом, где .. п цифрового синусно-косинусного преобразовател , подключенного выходом к цифровому входу цифроаналогового преобразовател , аналоговым входом подключен- ного к выходу коммутатора, а выходом через низкочастотный фильтр - ко входу электропривода , вал которого кинематически св зан с валом нагрузки и валом СКВТ датчика , соединенного входом питани  с выходом источника переменного напр жени  и входом блока определени  знака, а синусным и косинусным выводами - с информационными входами, соответственноOR, and the output of each i-ro bit is connected to the i-th information input, where .. n is a digital sine-cosine converter connected by an output to the digital input of a digital-analog converter, an analog input connected to the output of the switch, and an output through a low-pass filter - to the input of the electric drive, the shaft of which is kinematically connected with the load shaft and the shaft of the SCW sensor, connected to the power input with the output of the AC voltage source and the input of the sign-determining unit, and the sine and cosine outputs - with info mation inputs, respectively,

первого и второго фазочувствительных выпр мителей , подключенных управл ющими входами к выходам соответственно, первого и второго элементов исключающее ИЛИ, а выходами соответственно к первому и ко второму информационным входам коммутатора, соединенного управл ющим входом с выходом третьего элемента исключающее- ИЛИ, подключенного первым входом к выходу(п+1)-го разр да цифрового задатчика, выход блока определени  знака соединен со вторым входом второго элемента исключающее ИЛИ подключенного выходом ко второму входу первого элемента исключающее ИЛИ согласно изобретению , введены генератор импульсов и D-триггер , соединенный тактовым входом с выходом генератора импульсов, инверсным выходом со своим D-входом, а пр мым выходом - с входом управлени  функцией преобразовани  цифрового синусно-косинусного преобразовател  и со вторым входом третьего элемента исключающее ИЛИ.the first and second phase-sensitive rectifiers connected by the control inputs to the outputs, respectively, of the first and second exclusive OR elements, and the outputs, respectively, to the first and second information inputs of the switch connected by the control input to the output of the third exclusive-OR element connected by the first input to the output of the (n + 1) -th bit of the digital master, the output of the sign-determining unit is connected to the second input of the second element exclusive OR connected by the output to the second input of the first element and the exclusive OR according to the invention, a pulse generator and a D-trigger are introduced, connected by a clock input to the pulse generator output, an inverse output with its D-input, and a direct output with a control input of the digital sine-cosine converter conversion function and with the second input of the third exclusive OR element.

Сущность предлагаемого изобретени  по сн етс  чертежом, где на фиг. 1 показана блок-схема цифроаналоговой след щей системы, на фиг. 2 - таблица значений функций, на фиг. 3 - эпюры, по сн ющие работы системы.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a block diagram of a digital-analogue tracking system; FIG. 2 is a table of function values, in FIG. 3 - diagrams explaining the operation of the system.

Цифроаналогова  след ща  система (фиг. 1) содержит СКВТ- датчик 1 угла поворота , выполненный в виде косинусно-синус- ного преобразовател  (в качестве которого используетс  синусно-косинусный вращающийс  трансформатор СКВТ) соответственно с входом 2 питани , а также синусным 3 и косинусным 4 выходами, источник 5 переменного напр жени , блок 6 определени  знака, первый 7 и второй 8 фазочувствитель- ные выпр мители (ФЧВ), коммутатора 9, цифровой синусно-косинусный преобразователь 10, выполненный в виде блока 11 пам ти и цифроаналогового преобразовател  12, низкочастотный фильтр 13, электропривод 14, пе рвый 15, второй 16 и третий 17 элементы исключающее ИЛИ1;, цифровой задатчик 18, генератор 19 импульсов Д- триггер 20, общую шину 21, конденсатор 22, резистор 23, нагрузку 24, при этом выход источника 5 переменного напр жени  соединен с входом 2 питани  и входом блока б определени  знака, обща  шина 21 соединена с входом 2 питани  и синусным 3 и косинусным 4 выходами СКВТ - датчика 1, информационные входы первого 7 и второго 8 ФЧВ соединены соответственно с синусным 3 и косинусным 4 выходами СКВТ - датчика 1, а выходы - с информационными входами коммутатора 9, соединенного управл ющим входом с выходом третьего 17 элемента исключающее ИЛИ, управл ющие входы первого 7 и второго 8 фазочувст- вительных выпр мителей подключены к выходам, соответственно, первого 15 и второго 16 элементов исключающее ИЛИ выход коммутатора 9 подключен к аналогово- му входу цифроаналогового преобразовател  12, выход которого через низкочастотный фильтр 13, содержащий резистор 23 и кон- денсатор 22, соединенный с общей шиной 21, соединен с электроприводом 14, вал которого кинематически св зан с валом нагрузки 24 и валом СКВТ-датчика 1, (п+1) разр д цифрового задатчика 18 соединен сThe digital-to-analog tracking system (Fig. 1) contains a SQT-sensor 1 of the rotation angle made in the form of a cosine-sine converter (which uses a sine-cosine rotary transformer SSCT), respectively, with a power input 2, as well as a sine 3 and a cosine 4 outputs, AC voltage source 5, sign detection unit 6, first 7 and second 8 phase-sensitive rectifiers (PCF), switch 9, digital sine-cosine converter 10, made in the form of a block 11 of memory and digital-to-analog conversion Atel 12, low-pass filter 13, electric drive 14, first 15, second 16 and third 17 elements exclusive OR1 ;, digital switch 18, pulse generator 19 D-trigger 20, common bus 21, capacitor 22, resistor 23, load 24, at In this case, the output of the AC voltage source 5 is connected to the input 2 of the power supply and the input of the sign-determining unit b, the common bus 21 is connected to the power input 2 and the sine 3 and cosine 4 outputs of the CKBT sensor 1, the information inputs of the first 7 and second 8 PSF are connected respectively to sine 3 and cosine 4 outputs SKVT - sensor 1, and outputs - information inputs of the switch 9, connected to the control input with the output of the third 17 elements exclusive OR, the control inputs of the first 7 and second 8 phase-sensitive rectifiers are connected to the outputs, respectively, of the first 15 and second 16 elements exclusive OR the output of the switch 9 connected to an analog input of a digital-to-analog converter 12, the output of which is through a low-pass filter 13, containing a resistor 23 and a capacitor 22 connected to a common bus 21, connected to an electric drive 14, the shaft of which is kinematic it is connected with the load shaft 24 and the shaft of the SKVT sensor 1, (n + 1) the bit of the digital master 18 is connected to

первыми входами первого 15 и третьего 17 элементов исключающее ИЛИ, (п+2) разр д цифрового задатчика 18 соединен с пер- вым входом второго 16 элемента исключающее ИЛ И, второй вход которогоthe first inputs of the first 15 and third 17 elements exclusive OR, (n + 2) the bit of the digital master 18 is connected to the first input of the second 16 elements exclusive OR, the second input of which

соединен с выходом блока 6 определени  знака, а выход - со вторым входом первого 15 элемента исключающее выход ге- , нератора 19 импульсов соединен с тактовым входом D-триггера 20, инверсныйconnected to the output of the sign determination unit 6, and the output to the second input of the first 15 element excluding the output of the pulse generator 19 is connected to the clock input of the D-trigger 20, inverse

выход которого соединен с его Д-входом, а пр мой выход - со вторым входом третьего 17 элемента исключающее ИЛИ и с входом управлени  функцией преобразовател  цифрового синусно-косинусного преобразовател  10 (блока пам ти 11), выход каждого i-ro разр да цифрового задатчика 18 соединен с l-м информационным входом, где n-цифрового синусно-косинусного преобразовател  (блока пам ти И подключенного выходом к цифровому входу цифро- аналогового преобразовател  12.the output of which is connected to its D-input, and the direct output - with the second input of the third 17 elements exclusive OR and with the control input of the converter function of the digital sine-cosine converter 10 (memory block 11), the output of each i-bit of the digital master 18 is connected to the l-th information input, where the n-digital sine-cosine converter (memory block AND is connected by the output to the digital input of the digital-analog converter 12.

Работает след ща  система следующим образом. Источник 5 переменного напр жени  формирует напр жение U5 U0sin ал, ко- /The following system operates as follows. Variable voltage source 5 generates voltage U5 U0sin al, ko /

торое подаетс  на вход 2 питани  СКВТ - датчик 1, блок 6 определени  знака выдает 1, когда и О когда Us-0 (см. фиг. 3). На выходах 3, 4 СКВТ - датчика 1 формируютс  напр жени , пропорциональные синусу и косинусу угла а поворота вала Уз Uo К sina sin аи; U4 .Uo К cos а cos ал, где К - коэффициент трансформации СКВТ - датчика 1. Дл  простоты положим U0 .which is fed to the input 2 of power supply SKVT - sensor 1, the sign determining unit 6 gives 1 when and О when Us-0 (see Fig. 3). At the outputs 3, 4 of the SCWT sensor 1, voltages are generated which are proportional to the sine and cosine of the angle of rotation of the shaft, Uz Uo К sina sin аi; U4 .Uo K cos a cos al, where K is the transformation coefficient of the SCWT sensor 1. For simplicity we put U0.

Младшие разр да управл ющего сигнала N от цифрового задатчика 18, поступают на вход блока 11 пам ти, преобразовател  10, в котором записаны функции sinN и cosN. На выходах блока 11 пам ти будет функци The least significant bits of the control signal N from the digital setter 18 are fed to the input of the memory unit 11, the converter 10, in which the functions sinN and cosN are recorded. The outputs of the block 11 of the memory will function

slnN, если на его старшем (условно) входе присутствует О и cosN, если присутствует 1,slnN, if O and cosN are present at its highest (conditionally) input, if 1 is present,

Генератор 19 импульсов формирует последовательность 1лмпульсов частота «л которых значительно больше частоты а и котора  поступает на тактовый вход D-триггера 20. С приходом каждого импульса D- триггер 20 измен ет свое состо ние на противоположное. С выхода D-триггера импульсы имеющие форму меандра и частоту Oh/2 поступают на старший адресный вход блока 11 пам ти.The pulse generator 19 generates a sequence of 1 pulse pulses whose frequency is significantly greater than the frequency a and which is fed to the clock input of the D-trigger 20. With the arrival of each pulse, the D-trigger 20 changes its state to the opposite. From the output of the D-flip-flop, pulses having the shape of a meander and frequency Oh / 2 are supplied to the senior address input of the memory unit 11.

Следовательно, на выходах блока 11 пам ти поочередно по вл ютс  функции slnN и cosN.Therefore, the functions slnN and cosN alternately appear at the outputs of the memory unit 11.

Напр жени  Кз и U4 поступают на информационные входы первого 7 и второго 8 - ФЧВ, которые работают следующим образом: если на управл ющем входе ФЧВ при- сутствует О, то напр жение на его выходе равно напр жению на его входе UBx UBbix, если на управл ющем входе ФЧВ присутствует 1, то напр жение на его выходе равно по абсолютной величине напр жению на его входе, но противоположно по знакуThe voltages K3 and U4 are fed to the information inputs of the first 7 and second 8 - PCFs, which operate as follows: if OF is present at the control input of the PCF, then the voltage at its output is equal to the voltage at its input UBx UBbix, if 1 is present at the control input of the PCF, then the voltage at its output is equal in absolute value to the voltage at its input, but opposite in sign

UBblX -UBX.UBblX -UBX.

В первом 7 и втором 8 ФЧВ происходит фазочувствительное выпр мление напр жений 1)з и U4, которые затем поочередно с частотой коммутации (Оп/2 подаютс  посредством коммутатора 9 на аналоговый вход ЦАП 12.In the first 7 and second 8 PSF, a phase-sensitive rectification of the voltages 1) 3 and U4 occurs, which are then alternately with the switching frequency (Op / 2 fed through switch 9 to the analog input of the DAC 12.

Причем при галых углах рассогласовани  между N и а обеспечиваетс  условие, при котором на входах ФЧВ 7 и 8 напр жени  Uv и Us имеют разные знаки. Дл  чего в первом квадранте (фиг. 2) сигналы 1Нб и Уш на выходах схем 16, 15, исключающее ИЛИ измен ютс  синфазно. Функции си- нуса и косинуса в диапазоне от О до 90° имеют положительные знаки, но поскольку синусный 3 и косинусный 4 выходы (обмотки ) С КВТ-датчика 1 включены в противофа- зе, то напр жени  U и Us будут противоположны по знаку (U - отрицательно . Us - положительно). Во втором квадранте сигналы Uie и Uis измен ютс  в противофазе (U - положительно. Us - отрицательно ); В третьем квадранте , в четвертом , (см. фиг. 2 и 3).Moreover, at the mismatch angles between N and a, a condition is provided under which the voltages Uv and Us have different signs at the inputs of the PSF 7 and 8. For this, in the first quadrant (Fig. 2), the signals 1Hb and USh at the outputs of the circuits 16, 15, exclusive OR change in phase. The functions of the sine and cosine in the range from 0 to 90 ° have positive signs, but since the sine 3 and cosine 4 outputs (windings) of the KVT sensor 1 are switched in antiphase, the voltages U and Us will be opposite in sign ( U - negative; Us - positive). In the second quadrant, the signals Uie and Uis change out of phase (U - positive. Us - negative); In the third quadrant, in the fourth (see. Fig. 2 and 3).

В первом квадранте значени  напр жений U и Us равны UT sin a; cc, a значени  разр дов и . В те моменты времени, когда и соответст- венно U на выход коммутатора 9 будет подаватьс  функци  cos а. В это же врем  на выходе блока 11 пам ти преобразовател  10 присутствует функци  sinN. ЦАП 12 перемножает сигналы присутствующие на его цифровых и аналоговых входах, поэтому на выходе ЦАП 12 будет функци  sinN cos аIn the first quadrant, the voltage values U and Us are UT sin a; cc, a bit values and. At those times when and, respectively, U, the function cos a will be applied to the output of the switch 9. At the same time, the function sinN is present at the output of the memory unit 11 of the converter 10. DAC 12 multiplies the signals present on its digital and analog inputs, so the output of DAC 12 will have the function sinN cos a

При по влении 1 на выходе D-тригге- ра 20 и на выходе элемента 17 исключающее ИЛИ коммутатор 9 подключит к своему выходу функцию sin а, а на выходе блока 11 пам ти по витс  функци  cosN, следовательно , сигнал на выходе ЦАП 12 будет - cosN sin а. Так как сигнал на выходеWhen 1 appears at the output of the D-flip-flop 20 and at the output of the element 17, the exclusive OR switch 9 will connect the sin a function to its output, and the cosN function will appear at the output of the memory block 11, therefore, the signal at the output of the DAC 12 will be - cosN sin a. Since the output signal

Д-триггера 20 непрерывно измен етс  с частотой сап/2, то после усреднени  на низкочастотном фильтре 13, напр жение на выходе последнего будет равно.Since the D-flip-flop 20 continuously changes with sap / 2 frequency, then after averaging on the low-pass filter 13, the voltage at the output of the latter will be equal.

Ui3 0,5(cos« sinN-sina cosN)0,5 sln(N-a),Ui3 0.5 (cos “sinN-sina cosN) 0.5 sln (N-a),

Дл  малых значений (N-a) ,5(N- а Напр жение Ui3 подаетс  на электропривод 14, который отрабатывает ошибку, устремл   ее к нулю.For small values (N-a), 5 (N-a, the Voltage Ui3 is applied to the electric drive 14, which processes the error, tends to zero.

При поступлении команды перехода во второй квадрант , на (п+1) разр де кода N по витс  1. Это приведет к изменению сигнала на выходе элемента 15 исключающее ИЛИ на противоположный, и соответственно к изменению знака напр жени  U. Оно станет положительным, также как и напр жение Us последовательно, напр жение Й13 будет заведомо положительным и электропривод 14 будет двигатьс  в сторону второго квадранта. Когда угол достигнет второго квадранта, сменитс  знак напр жени  Us за счет смены знака функции cos а, при переходе а через угол 90°. Напр жени  U и Us вновь будут иметь противоположные знаки, электропривод остановитс  при заданном угле.Upon receipt of the transition command in the second quadrant, by the (n + 1) bit of code N in bit 1. This will lead to a change in the signal at the output of element 15 exclusive OR to the opposite, and accordingly to a change in the sign of voltage U. It will become positive, also like the voltage Us in series, the voltage Y13 will be obviously positive and the electric drive 14 will move towards the second quadrant. When the angle reaches the second quadrant, the sign of the voltage Us will be changed by changing the sign of the function cos a, when a passes through the angle 90 °. Voltages U and Us will again have opposite signs, the drive will stop at a given angle.

При поступлении команды перехода в третий квадрант 180° а 270°, значени  разр дов ( ). При этом фаза сигналов И17 не изменитс , а фаза сигнала И16 изменитс  на 180°, это приведет к изменению напр жени  пол рности сигнала И8 и вновь оба напр жени  И7 и И8 будут положительны и электропривод будет вращатьс  в сторону третьего квадранта. При переходе через угол напр женней сменит знак и напр жени  U и Us вновь будут разнопол рными. Электропривод остановитс  в третьем квадранте при заданном угле.When a transition command arrives at the third quadrant 180 ° and 270 °, the values of the bits (). In this case, the phase of the I17 signals will not change, and the phase of the I16 signal will change by 180 °, this will lead to a change in the polarity of the signal I8 and again both voltages I7 and I8 will be positive and the electric drive will rotate towards the third quadrant. When crossing the angle, it will change sign and the voltages U and Us will again be heterogeneous. The drive will stop in the third quadrant at a given angle.

И, наконец, при поступлении команды перехода в четвертый квадрант ( ) фаза сигнала Uie сменитс  на 180° и напр жение И7 станет положительным как и напр жение И8. Следовательно, и напр жение И13 будет также положительным и электропривод будет вращатьс  в положительном направлении в сторону четвертого квадранта, где напр жени  U и Ua вновь станут разнопол рными. Если придет команда дл  перехода в квадрант с меньшим номером, например из третьего во второй или из второго в первый, то в первый момэнт времени напр жени  Uy и Us, а следовательно , и напр жение Uis и электропривод 14 будет вращатьс  в обратную сторону,пока не достигнет заданного квадранта. Если приходит команда дл  перехода из первогоAnd finally, when the transition command arrives at the fourth quadrant (), the phase of the Uie signal changes by 180 ° and the voltage I7 becomes positive as the voltage I8. Consequently, the voltage I13 will also be positive and the electric drive will rotate in the positive direction towards the fourth quadrant, where the voltages U and Ua will again become bipolar. If a command arrives to move to a quadrant with a lower number, for example, from the third to the second or from the second to the first, then at the first moment of time the voltage Uy and Us, and therefore the voltage Uis and the drive 14 will rotate in the opposite direction, while will not reach the given quadrant. If a command comes to go from the first

в третий или из второго в четвертый, или наоборот, то знак напр жени  1Мз не определен . Если величина рассогласовани  меньше 180°, то напр жение Ui3 будет иметь одну пол рность, если N- , то противоположную. То есть электропривод 14 будет вращатьс  в требуемое положение, то по наиболее короткому пути.into the third or from the second to the fourth, or vice versa, then the voltage sign of 1 M3 is not defined. If the mismatch is less than 180 °, then the voltage Ui3 will have one polarity, if N- then the opposite. That is, the actuator 14 will rotate to the desired position, then along the shortest path.

Д-триггер 20 используетс  в режиме делител  частоты на два, он необходим дл  того, чтобы скважность тактовой частоты была строго равна двум. В противном случае , в работе системы по витс  ошибка так как при N а напр жение Uia не будет равно нулю.D-flip-flop 20 is used in frequency divider mode by two, it is necessary so that the duty cycle of the clock frequency is strictly equal to two. Otherwise, an error will occur in the operation of the system, since at N and the voltage Uia will not be zero.

В отличие от прототипа коммутатор 9 и блок 11 пам ти коммутируют функции не с частотой возбуждени  СКВТ, а со значительно большей, что позвол ет в дес тки и даже сотни раз уменьшить посто нную времени низкочастотного фильтра 13. Уменьшениепосто ннойвремени низкочастотного фильтра приводит к уменьшению вносимого им отрицательного фазового сдвига р, который равен на частоте среза (р -arctg cocp tM,rfle Уср - частота среза системы.Unlike the prototype, the switch 9 and the memory unit 11 switch functions not with the excitation frequency of the SEC, but with a much larger one, which allows reducing the time constant of the low-pass filter by tens or even hundreds of times. Reducing the time constant of the low-pass filter reduces the introduced the negative phase shift p, which is equal to the cutoff frequency (p-arctg cocp tM, rfle Usr is the cutoff frequency of the system.

А именно величина фазового сдвига на частоте среза определ ет устойчивость след щей системы. С другой стороны, увеличение запаса устойчивости позвол ет, сохранив прежний запас устойчивости, увеличить коэффициент усилени  системы, поскольку они взаимосв заны, что приведет к увеличению точности позиционировани . Следовательно, повышаетс  и точность системы , И, наконец, снижение посто нной времени одного из звеньев системы позвол ет повысить быстродействие всей системы в целом.Namely, the magnitude of the phase shift at the cutoff frequency determines the stability of the tracking system. On the other hand, increasing the margin of stability allows, while maintaining the former margin of stability, to increase the gain of the system, since they are interconnected, which will lead to an increase in positioning accuracy. Consequently, the accuracy of the system also increases. And, finally, reducing the constant time of one of the links in the system allows to increase the speed of the whole system.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Цифроаналогова  след ща  система, содержаща  цифровой зэдатчик, выходы (п+1)-го и (п+2)-го разр дов которого соеди,-:A digital-analog tracking system containing a digital pickup, outputs of the (n + 1) th and (n + 2) th bits of which are connected: нены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ , а выход каждого 1-го разр да соединен с 1-м информационным входом,are not connected with the first inputs of the first and second elements, EXCLUSIVELY, respectively, and the output of each 1st digit is connected to the 1st information input, где ...п. цифрового синусно-косинусного преобразовател , подключенного к цифровому входу цифроаналогового преобразовател , аналоговым входом подключенного к выходу коммутатора, а выходом через низкочастотный фильтр - к входу электропривода , вал которого кинематически св зан с валом нагрузки и валом СКВТ-датчика, соединенного входом питани  с выходом источника -переменного напр жени  и входомwhere ... p. a digital sine-cosine converter connected to the digital input of the digital-to-analog converter, an analog input connected to the output of the switch, and an output through a low-pass filter to the input of the electric drive, the shaft of which is kinematically connected to the load shaft and the shaft of the SKVT sensor connected to the power input to the source output - alternating voltage and input блока определени  знака, а синусным и косинусным выходами - с информационными входами соответственно первого и второго фазочувствительных выпр мителей, подключенных управл ющими входами к выходам соответственно первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ , а выходами соответственно - к первому и к второму информационным входам коммутатора, соединенного управл ющимsign detection unit, and sine and cosine outputs - with information inputs of the first and second phase-sensitive rectifiers, connected by control inputs to the outputs of the first and second elements, EXCLUSIVELY, respectively, and outputs, respectively - to the first and second information inputs of the switch connected to the control by входом с выходом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ1/Г , подключенного первым входом к выходу (п+1)-го разр да цифрового задатчика, выход блока определени  знака соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ ч, подключенного выходом к второму входу первого элемента- ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ | отличающа с  тем, что, с цельюthe input with the output of the third element EXCLUSIVE IL1 / G connected by the first input to the output of the (n + 1) -th digit of the digital setter, the output of the sign-determining unit is connected to the second input of the second element EXCLUSIVE OR h, connected by the output to the second input of the first element - EXCLUSIVE OR | characterized in that, for the purpose of повышени  точности и быстродействи  иincreasing accuracy and speed and увеличение запаса устойчивости системы, она содержит генератор импульсов и Д- триггер, соединенный тактовым входом с выходом генератора импульсов, инверсным выходом - со своим Д-входом, а пр мымincreasing the stability margin of the system, it contains a pulse generator and a D-trigger connected by a clock input to the output of the pulse generator, an inverse output with its D-input, and direct выходом - с входом управлени  функцией преобразовани  цифрового синусно-косинусного преобразовател  и с вторым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ .output - with the control input of the conversion function of the digital sine-cosine converter and with the second input of the third element EXCLUSIVE OR. Фиг. 2FIG. 2 ЦTs Л Л ,л L l IffIfff и оand about UU «J"J ОABOUT UU 99 иand о Uabout u Л/УL / C Чп+гCh + g иand (/8(/8 Л7L7