Преобразователи «угол – параметр – код» с арктангенсным функциональным преобразованием

Александр Петрович Балковой, Екатерина Валерьевна Юрасова, Юрий Сергеевич Смирнов

Аннотация


Работа посвящена рассмотрению особенностей построения амплитудных преобразователей «угол – параметр – код», в которых при конвертации выходных сигналов резольвера в цифровой эквивалент перемещения применяется арктангенсное функциональное преобразование. Рассмотрены особенности построения классического бесконтактного резольвера и его разновидности – редуктосина, которые позволяют реализовать электрическую редукцию, существенно повышающую точность сенсора. Раскрыт принцип действия резольвера, выходные сигналы которого содержат достоверную информацию о составляющих перемещения ротора. Преобразователь «угол – параметр – код» соответствует постулату общей теории относительности о связи пространства и времени.

Особое место среди однокомпонентных преобразователей «угол – параметр – код» занимают структуры, использующие арктангенсное функциональное преобразование, при котором используется квадрантное или октантное разбиение диапазона преобразования углового перемещения. В первом случае тригонометрическое преобразование реализуется цифровым сигнальным процессором или микроконтроллером, а во втором – посредством ПЗУ с арктангенсной прошивкой. Приведена структура и соотношения, необходимые для вычисления перемещения путем программной и табличной реализации арктангенсной функции. Представлен оригинальный вариант аналого-цифрового преобразователя с арктангенсной ПЗУ. Его емкость при одинаковой разрядности выходного кода в четыре раза меньше емкости традиционно используемого ПЗУ с синусно-косинусной прошивкой. Октантное представление полного диапазона преобразования угла поворота, позволяет сформировать дополнительный старший разряд выходного кода по сравнению с традиционным квадрантным разбиением диапазона. Это позволяет не только повысить разрешение преобразования в 2 раза, но и упростить согласование отсчетов при применении электрической редукции с редуктосином.


Ключевые слова


преобразователь «угол – параметр – код»; классический и верньерный резольвер резольверы; широтно-импульсная модуляция; арктангенсное функциональное преобразование; АЦП отношения напряжений; постоянное запоминающее устройство

Полный текст:

PDF (English)

Литература


Энергоинформатика. Большая энциклопедия: в 62 т. – М.: ТЕРРА, 2006. – Т. 6. – С. 440.

Балковой, А.П. Прецизионный электропривод с вентильными двигателями / А.П. Балковой, В.К. Цаценкин. – М.: ИД МЭИ, 2010. – 328 с.

Balkovoi, A.P. A low cost RDC / A.P. Balkovoi, E. Kallenbach // Proc. of the 49th International Scientific Colloquium, Technical University of Ilmenau. – 2004. – P. 338–342.

Drury, B. The Control Techniques Drives and Controls: Handbook / B. Drury. – 2nd ed. – EMERSON. JET, 2009. – 724 p.

Cronacher, G. Design, performance and application of the Vernier resolver / G. Cronacher // The Bell System Technical Journal. – 1957. – Iss. XXXVI, vol. 6. – P. 103–112.

Precision Resolver-to-Digital Converter Measures Angular Position and Velocity / J. Szymczak, Sh. O’Meara, J. Gealon, C. De La Rama // Analog Dialogue. – 2014. – 48-03, March. – P. 1–6.

Смирнов, Ю.С. Электромехатронные преобразователи / Ю.С. Смирнов; под ред. А.Л. Шестакова. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2013. – 360 с.

Spetzer, J. Resolvers. Things you need to know about sizing and applying / J. Spetzer, W. Ekhaml // Motion System Design. – 2001. – March. – P. 61–64.

Smirnov, Y.S. Common Dateware Mechatronic with Resolver-to-Digital Convertor / Y.S. Smirnov, V.V. Safronov, Y.O. Anisimov // International Conference on Industrial Engineering, ICIE 2015. Procedia Engineering. – 2015. – Vol. 129. – P. 736–742.

Сафронов, В.В. Теория и практика применения датчиков угла поворота на основе СКВТ / В.В. Сафронов // Компоненты и технологии. – 2014. – № 4. – С. 26–30.

Smirnov, Y.S. Common Dateware of Robotics Mechatronic Converters / Y.S. Smirnov // Proceedings of the Third ISMCR’93. Torino, Italy, 1993. – P. 13–18.

Домрачев, В.Г. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений / В.Г. Домрачев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 392 с.

Goodenough, F. ICs dictate motor shaft position, velocity and acceleration / F. Goodenough // Electronic Design. – 1988. – Vol. 36, no. 3. – P. 50–52.

Домрачев, В.Г. Цифроаналоговые системы позиционирования. Электромеханотронные преобразователи / В.Г. Домрачев, Ю.С. Смирнов. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 240 с.

Способ измерения угла поворота вала привода и устройство для его реализации: пат. 2580153 Российская федерация, G01B7/30 / В.В. Сафронов; заявитель и патентообразователь ФГУП «ЦНИИМаш». – Заявл. 25.11.14; опубл. 10.04.16, Бюл. № 10. – С. 3.

J. Sylvan. New Option for Resolver-to-Digital Conversion. Machine Design,1987, October, pp. 141–146.

Ануфриев, В. Методы обработки сигналов индуктивных датчиков линейных и угловых перемещений / В. Ануфриев, А. Лужбинин, С. Шумилин // Современная электроника. – 2014. – № 4. – С. 30–33.

Balkovoy, A. Sinusoidal incremental encoder date processing / A. Balkovoy, G. Slivinskaia // Proceedings of the 48th International Scientific Colloquium. Technical University of Ilmenau, 2003. – P. 111.

Специфика применения синусно-косинусных сенсоров / Ю.С. Смирнов, Е.В. Юрасова, Е.В. Вставская, И.С. Никитин // Материалы конференции «Информационные технологии в управлении» (ИТУ-2014). – СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. – С. 720–729.

Наука. Величайшие теории: вып. 1: Пространство – это вопрос времени. Эйнштейн. Теория относительности. – М.: Де Агостини, 2015. – 176 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr160309

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.