Повышение точности малогабаритных цифровых преобразователей угла

• Автор: Матвеев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 199 с. : ил.

Оглавление Стр.

Введение

Глава 1. Аналитический обзор цифровых преобразователей угла

1.1 Виды преобразователей угла. Кодирующие преобразователи угла

1.2 Преобразователи типа уголпараме тркод

1.2.1 Индукционные синуснокосинусные датчики угла

1.2.2 Вторичные преобразователи угла

1.2.3 Методы повышения точности преобразователей типа угол

параметркод
1.3 Выводы по главе и постановка задач исследования Глава 2. с цифровой обработкой сигналов СКДУ для малогабаритных АЦПУ

2.1 Алгоритмы функционирования с цифровой обработкой сигналов СКДУ

2.1.1 Аналитический обзор алгоритмов функционирования с
цифровой обработкой сигналов СКДУ
2.1.2 Следящий с многочастотной цифровой обработкой
сигналов СКДУ
2.2 Анализ влияния характеристик узлов с цифровой обработкой сигналов СКДУ на точность преобразования
2.2.1 Источники инструментальной погрешности с цифровой
обработкой сигналов СКДУ
2.2.2 Анализ влияния аналоговой обработки сигналов СКДУ
2.2.3 Анализ влияния квантования сигналов СКДУ
2.2.4 Анализ влияния апертурного времени
2.2.5 Анализ влияния вычислительной погрешности
2.2.6 Результаты эксперимента
Оглавление
2.3 Анализ динамических характеристик с цифровой обработкой сигналов СКДУ
2.4 Помехоустойчивость с цифровой обработкой сигналов СКДУ
2.4.1 Анализ помехоустойчивости КОС с цифровой обработкой
сигналов СКДУ
2.4.2 Следящий с цифровой обработкой сигналов СКДУ и
медианной фильтрацией сигнала рассогласования
2.5 Выводы по главе Глава 3. Повышение точности малогабаритных АЦПУ методами автоматической коррекции выходной информации
3.1 Анализ метода автоматической коррекции выходной информации АЦПУ с использованием двух каналов преобразования угла
3.1.1 Метод автоматической коррекции выходной информации
АЦПУ с использованием двух каналов преобразования угла
3.1.2 Анализ влияния амплитуд составляющих систематической погрешности АЦПУ на эффективность метода автоматической коррекции с использованием двух каналов преобразования угла
3.2 Методы автоматической коррекции выходной информации малогабаритных АЦПУ
3.2.1 Метод автоматической коррекции с итерационными
процедурами оценивания и компенсации погрешности
3.2.2 Метод автоматической коррекции, учитывающий особенности пространственного спектра зависимости погрешности АЦПУ от его выходной информации
3.2.3 Результаты эксперимента
3.3 Повышение точности АЦПУ при ограниченном рабочем диапазоне угловых перемещений ротора СКДУ
Оглавление
3.3.1 Метод автоматической коррекции выходной информации АЦПУ в ограниченном диапазоне угловых перемещений ротора 5 СКДУ
3.3.2 Диализ точности метода автоматической коррекции выходной информации АЦПУ в ограниченном диапазоне угловых 1 перемещений ротора СКДУ
3.3.3 Повышение точности метода автоматической коррекции выходной информации АЦПУ в ограниченном диапазоне угловых 6 перемещений ротора СКДУ
3.3.4 Результаты эксперимента
3.4 Выводы но главе
Глава 4. Повышение точности коррекции выходной информации АЦПУ в динамических режимах работы
4.1 Анализ влияния динамики изменения угла поворота ротора СКДУ
на точность компенсации погрешности АЦПУ
4.2 Способы повышения точности компенсации погрешности АИДУ
в динамических режимах работы
4.3 Результаты эксперимента
4.4 Выводы по главе
Заключение
Список литературы


Благодаря этому если погрешность формирования электрического угла в многополюсном СКДУ такая же, как погрешность формирования электрического угла в двухполюсном СКДУ, то построение АЦПУ на СКДУ с электрической редукцией позволит снизить погрешность преобразования в р раз. СКДУ с электрической редукцией позволяет однозначно определить угловое положение только в пределах части оборота длиной 0р градусов. Для обеспечения однозначного определения углового положения на всм обороте в АЦПУ включают два СКДУ один с электрической редукцией, а второй без не. На основе двухполюсного СКДУ строят, так называемый, грубый отсчт. По нему определяют номер угловой зоны, для которой сформированы выходные сигналы СКДУ с электрической редукцией. На основе многополюсного СКДУ строят, так называемый, точный отсчт, по которому формируют оценку угла поворота внутри зоны. Объединяя номер зоны с оценкой угла внутри зоны, формируют оценку полного угла , 3. Не всегда удобно соединять в одной конструкции двухполюсный и многополюсный СКДУ, поэтому иногда в АЦПУ используют два многопо
люсных СКДУ, у которых число пар полюсов различается на единицу. В этом случае номер зоны определяют но разности оценок электрических углов СКДУ , . Вторичные обмотки СКДУ располагаются на статоре. Первичная обмотка, как правило, располагается на роторе. В этом случае сигнал возбуждения передатся на не одним из двух способов. Первый заключается в использовании щток. Они обеспечивают механический контакт корпуса СКДУ и ротора . Изза износа щток этот способ передачи сигнала возбуждения не может применяться при высоких скоростях вращения вала. Второй способ заключается в передаче сигнала возбуждения с помощью кольцевого трансформатора. В этом случае механический контакт корпуса и ротора отсутствует, а сам корпус не нужен. Именно такие СКДУ используются наиболее часто. Они не имеют внешнего корпуса и представляют собой отдельные сборки ротора и статора. При этом в отличие от кодирующих преобразователей угла бескорпусная конструкция может использоваться во всех условиях эксплуатации , 4, 7. Существуют модификации СКДУ, у которых первичная обмотка располагается на статоре. К ним относятся традиционные индукционные рсдуктосины и более новые типы первичных преобразователей угла ротосины , , 7. Они обладают улучшенными динамическими характеристиками и наджностью по сравнению с другими типами СКДУ. Обмотки большинства типов СКДУ выполняют, укладывая медный провод в пазах ротора и статора, но существуют СКДУ, индуктосины, у которых обмотки выполняются в виде печатных проводников. Благодаря технологии изготовления коэффициент электрической редукции индуктосинов может достигать значительной величины 0 и более 6, 1. Недостатком индуктосинов является низкий коэффициент трансформации и, как следствие, низкое соотношение сигналшум в выходных сигналах . Современные электронные схемы могут работать в широких условиях эксплуатации, что позволяет интегрировать вторичный преобразователь угла в одной конструкции с СКДУ. Конечно, такие преобразователи не могут эксплуатироваться в наиболее жстких условиях, но с их помощью можно существенно упростить построение системы списывания угла 3, 8. Разрешающая способность А1ЩУ целиком определяется вторичным преобразователем угла. Эго связано с тем, что выходные сигналы СКДУ представляют собой непрерывные функции угла поворота. Построение АЦПУ на основе двухполюсного СКДУ позволяет преобразовать угол с погрешностью в несколько угловых минут. В этом случае и СКДУ, и вторичный преобразователь угла вносят примерно одинаковую погрешность. Построение АЦПУ с использованием многополюсных СКДУ позволяет снизить погрешность преобразования до единиц десятков угловых секунд , 7, 6. Исключение составляют АЦПУ на основе рсдуктосинов. Их погрешность составляет единицы угловых минут даже при значительном коэффициенте редукции. В любом случае погрешность АЦПУ на основе многополюсных СКДУ в основном определяется датчиком угла. В крупногабаритных приборах увеличением коэффициента электрической редукции можно добиться пропорционального снижения погрешности СКДУ и АЦПУ в целом, то для малогабаритного АЦПУ и СКДУ такое пропорциональное снижение погрешности невозможно изза технологических ограничений .