摘要：基于数字随动原理，研制出一种低成本实用性强并可与计算机接口的高速高精度双速同步机轴角（位移）高精度测量系统，介绍了其工作原理与硬件电路，以3种齿轮传动比为例，介绍双速处理器的工作原理。

关键词：同步电机；数字转换；双速处理器

中图分类号：tm341; tp274 +.5    文献标志码：a    文章编号：

    随着技术的发展，航空、航天、航海及民用各种控制系统，如雷达定向导航、坐标变换、火炮控制、机床控制系统等，都对轴角（位移）测控系统提出了越来越高的要求。传统上，单速同步机输出的摸拟信号由采样保持电路经a/d转换成数字信号再由计算器电路进行反三角函数运算处理确定轴角位置，这种开环式的检测处理方法受到测角元件制造误差的限制，现代的工艺水平只能保证同步机具有2分的分辨率，使得整个系统的分辨率、****精度都非常低，尤其是跟踪速度非常低，根本无法满足高速高精度应用场合，为了提高测角分辨

率，本文提出一种墓于二阶伺服原理的数字转换电路及双速处理电路的双速同步机轴角（位移）高精度测量系统，该系统电路和同步机一样能在很宽的温度、湿度、振动和冲击环境下正常工作，使双速同步机可以充分发挥它的作用。

    同步机到数字转换原理电路见图1，主要由scott变压器、高速数字正、余弦乘法器、误差放大器、检相器、积分器、压控振荡器vc0、可逆计数器及逻辑控制电路组成。

  在同步机定子绕组上加人参考电压

  设同步机摸拟轴角位置为θ角（转换器摸拟输入角），则其输出信号为：

 

    经scotr变压器转换成日角正余弦形式输出，即

    设计数器表示的数字角为审焦，经数字正余弦乘法器得：两信号经误差放大器相减，则得：

    这个误差信号经检相器产生一个与sin(p)成正比的直流误差信号，经积分器产生一个随

时间增长的输出电压去控制vc0输出脉冲频率，可逆计数器进行脉冲累计，当误差信号大于零，计数器累加；当误差信号小于零，计数器递减；从而改变计数器的频率和计数方向，由于整个系统是数字动系统。

  数字正、余弦乘法器是整个电路的核心，结构上完全相同，都由一个乘法形d/a转换器和一个只读存储器rom构成。数字正弦（余弦）乘法器中的d/a转换器的参考电压接余弦（正弦）调幅电压，d/a转换器的数字输入端接正弦（余弦）rom的输出端，rom中存贮0~90度范围内所有角度正弦（余弦）函数值，每个角度存贮单元由可逆计数器的第三位至lsb的输出进行寻址，而可逆计数器****两位控制余弦（正弦）调幅电压输入正负极性切换来实现全象限数字角与摸拟角乘积。设计中采用12位d/a转换器和12位正弦（余弦）rom函数发生器，响应时间达到毫秒级。

    为了稳定可靠地读出计数器输出数据连续跟踪输入轴角的变化，转换电路设计了数字接口电路，将vc0状态信号“busy”作为转换电路标志检测信号，利用接口控制信号“inhibit”相“enablel”去控制三态输出缓冲器输出，实现转换电路与外部检测电路或计算机测控系统的连接。

    双速同步机轴角（位移）高精度测量系统硬件组成见图2。