автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Компенсация погрешностей малогабаритных ВТ в преобразователях угол-код

На правах рукописи

2 2 АПР ван Сяо Гуан

»

КОМПЕНСАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ МАЛОГАБАРИТНЫХ ВТ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ УГОЛ - КОД

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.09.01 - ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург

1996

Работе выполнена в Санкт-Петербургской государственной академик аэрокосмического приборостроения.

Научный руководитель

- Кандидант технических наук,доцент

Павлов O.A.

Официальные оппоненты

- Доктор технических наук.профессор

Прозоров В.А.

- Кандидант технических наук

Федоренко А,Г.

Ведущее предприятие

ЦНИИ " Электроприбор "

Защита диссертации состоится " 2vl " пая 1996 г. в _

ч. мин. Иа заседании диссертационного совета К.063.21.01 в

Санкт-Петербургской Государственной академии аэрокосмического приборостроения по адресу: 190000,С-Петербург,ул.Большая Морская, 67.

С диссертацией полно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан ". I /э " апреля 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук,доцент Марков В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АЫ^ваьно£ТЬ_Еа2«тн• Непрерывное развитие как производственно-технологической базы в целии, так н специализированных областей науки и техники непосредственно связано с повышение)! функциональной точности иифориационно-измерительных устройств н систем, используемых в самых разнообразных но сиоеыу назначению и исполнению комплексах, в той числе и в роботогехническнх. При этом ТЕМПЫ РОСТА ТРЕБОВАНИЙ К ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ информационно -из мерит ел ышх устройств и систем ОПЕРЕЖАЮТ ТЕМПЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ производственно-технологической базы информационно-измерительной техники. Это обстоятельство позволяет проана-лизироицть некоторые из аспектов существующей проблемы, повышения Функциональной точности средств измерения , построенных на базе сииусио-косинусных датчиков.

В настоящее время в качестве источника первичной информации об угловом положении объектов регулирования используются раоные преобразователи углового положения в электрический сигнал. Высокие требование по точности и достоверности передачи информации, а также использование цифровых систем управления с ЭВМ,привели к созданию нового класса устройства электроиеханот-ромнкн - преобразователей углового положения типа " угол-параметр-код ",так назыпаеыыч цифровых преобразователей (ЦПУ) .В качестве первичных цифровых преобразователей угла применение нашли различные электромеханические датчики угла (ЭМДУ) типа вращающихся трансформаторов (ВТ) и многополюсных (МВТ).сельсинов ,дискретных преобразователей угла и т.п. .нередко называемых индукционными преобразователями угла (ИПУ).

В настоящее время наибольший практический интерес представляют преобразователи " угол - код ".которые построены с применением индукционных датчиков угла — синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКВТ).Такие датчики просты и надежны, их можно использовать в дистанционной передаче угла при одновременной съеме информации на преобразующихся устройствах.

В настоящее время для повышения точности датчиков угла все больше применение находят компенсационные методы.Конструкция ,технология производства датчиков усовершенствованы по сов-

ременным требованиям настолько,что работы в г>той области требуют несравненно больших материальных затрат,чем использование электронных схем,являющихся одним из составных элементоп.Специфика работы таких схем сводится к методу компенсации погрешностей датчиков угла с помощью измерения в процессе аттестации результирующей систематической погрешности измерительной системы 8 функции углового положения и ее использованию при последующем Вычислении путем ввода соответствующих поправок к угловым отсч-ета».В пользу компенсационных методов говорит и то,что погрешности датчиков угла (ВТ,сельсин и т.н.),как правило,носят стабильный функциональный характер в зависимости от угла поворота.

Цель работы.Целью диссертационной работы является оценка точности кругового синусно-косинусного датчика при использовании его в составе ЦПУ путем разделения измеренной погрешности По методу двух лимбов на две составляющие , одна из которых обусловлено используемым измерительным стендом, а другая исследуемыми датчиками и ЦПУ.

Для реализации поставленной цели диссертационной работы необходимо решить следующие задачи:

—провести теоретический анализ конструктивных и технологических погрешностей малогабаритных ВТ с точки зрения определения возможности их компенсации;

—найти условия безошибочного преобразования угла для разработки методики компенсации систематической погрешности ЦПУ с анализом составляющих,вносимых датчиком;

—измерить величины,характеризующие точности датчиков,применяемых в ЦПУ ; —разработать методы испытаний по определению их зависимости от угла поворота для серийных ВТ;

—рассмотреть алгоритмы компенсации систематических погрешностей для преобразователей " угол-амплитуда-код ".выполняемых с применением ВТ.

Методы исследований.Теоретические исследовании погрешности датчика угла типа ВТ от конструктивных и технологических ограничений проводились на базе электромагнитного четырехобмоточно-го СКБТ. Эффективность метода двух лимбов проверялась экспериментально на образцах четырехобмоточных ВТ-5 в составе ЦПУ.Исследование условий безошибочной передачи и преобразования угло-

вого положения выполнялось на базе трансформаторных дистанционных передач угла (ТДПУ) .Разделение измеренной погрешности на две составляющие выполнялось на ПЭВМ с использование!! алгоритмического языка ПАСКАЛЬ.

- Создана уточненная математическая модель СКВТ в составе ЦПУ на основе теории обобщенной электрической машины;

- Определены условия безошибочной работы ВТ в составе ЦПУ следящего типа на базе теории трансформаторных дистанционных передач угла!

- Предложен метод двух лимбов для аттестации измерительного стенда и измерения функциональной погрешности ВТ в составе ЦПУ.

Основные положении .выносимые на защиту:

1.Математическая модель датчика угла на основе электромагнитной модели четырехобмоточного СКВТ!

2.Методика аттестации кругового датчика типа СКВТ и стенда по методу двух лимбов;

3.Условия безошибочной передачи и преобразования углового положения на базе трансформаторных дистанционных передач угла (ТДПУ)!

4.Методика компенсации погрешности СКВТ в составе ЦПУ.

Практическая ценность работы .Практическую ценность работы

составляют:

- Полученные выражения зависимости функциональной погрешности ВТ от угла поворота ротора при разных технологических и конструктивных ограничениях!

- Полученные выражения выходных характеристик ЦПУ следящего типа при применении реального синусно-косинусного датчика|

- Разработанный пакет программ для разделения результирующей погрешности на две составляющие¡погрешность стенда н погрешность используемого ВТ в составе ЦПУ,вычисления гармонического состава погрешности ВТ в составе ЦПУ,позволяющий повыейть точность измерения и определять эффективность компенсации)'

- Созданный макет ЦПУ амплитудо-следядега типа,позволяющий выполнить исследования функциональной точности преобразования углового положения без компенсации и с компенсацией систематической составляющей погрешности СКВТ.

Результаты работы нагали применение в учебном процессе на кафедре " Робототехнических и электромеханических систем " СПГААП в составе лабораторного практикума.

Апробация работы.Основные этапы и разделы диссертационной работы докладовались и обсуждались на научных семинарах кафедры м Робототехнических и электромеханических систем " СПГААП.

Публикации.Основное содержание диссертационной работы отражено в 7 (семи) Печатных работах.

Структура и объем работы.Диссертационная работа состоит из введения,двух частей,заключения,списка литературы и приложений. Объем работы 106 страниц основного текста,28 рисунков,12 таблиц,перечень литературы из 30 найменований на 4 стр.,приложения на 61 стр.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность создания ЦПУ с применением электромеханических датчиков угла и возможность компенсационного метода,проводится краткий обзор и анализ методов повышения точности ЦПУ,сформулированы цель работы,ее задача', основные положения,выносимые на защиту.

В первой Части проведен теоретический анализ погрешности датчика угла типа ВТ от конструктивных и технологических ограничений. Устанавлен гармонический состав погрешности ВТ.

Уравнения ЭДС идеализированного СКВТ получаются из ЭДС обобщенной машины'и имеет вид в осях бия рис. 1.1. { к <1 ч

г ггч^х» 0 ¿х. 0

к 0 0 Лх.

<| г» + jx + 11Х

Я -«X. .¡х» -их г. + ЭХ

1г

К

I л

иг

(1.1)

или г1=и

( 1 . Г )

Pue. 1.1

Pue. 1.2

При относительной скорости вращения ротора V = - <<1,

(О

полагая ¥*0, матрицу сопротивлений % запишем в виде:

Zu? jxa х

f 1 l

k 1+jf* 1

d 1 14*.

q 1 1+

(1.2)

г»+]хг« гк + Зх».

где II ■ - ) |к =--!

3*« .)*»

безразмерные параметры обмоток, включающие собственные параметры и внешние сопротивления.

Уравнение (1.1') примет вид 1о = и (1.3)

r. + jx.«

Решая уравнение (1.3) относительно тока 1о, получим

-» -1 1«=го и,

(1.4)

Решая уравнение (1.4), находим 1а=

UI

lq=0

jx.V.

Токи в реальных обмотках айв определяются из соотношения, рис . . 2

а ч

I»

cosd -Sind

♦ sind cosd

\л

1ч

отсюда

I

Vi Ui I„= - - cos C( f 1ь= - - sin Ö

JX.V. t

jX. 0»!

Уравнения ЭДС в обмотках реального СКВТ имеет вид»

(го+Аг) (1о+Ап» и , (2.1)

где Аг - матрица сопротивлений, представляющая отклонение

параметров асимметричной машины от идеализированного СКВТ ♦

А( - вектор тока, появляющийся вследствие асимметрии.

Полагая в уравнении (2,1) Аг малой величиной,

получим Й1 = Ду х и , (2,2)

где Ду = -го-1 Аг

(2,3) - матрица проводимостей для определения отклонения токов в асимметричной машине от значений токов идеализированной машины.

На величину погрешностей высокоточных электрических микро-мягаин типа ВТ весьма существенное влияние оказывает асимметрия магнитопровода,появляющаяся от неточности изготовления машины.

Для количественной оценки этого влияния целесообразно рассмотреть электромагнитные соотношения в матине с асимметричным магнитопроводом при условии,что степень асимметрии невелика.

Используя выражения (1.2), (2.3), найден матрицу проводимостей для определения добавочных токоо от магнитной асимметрии

{

к

ДУ -1 х

jx-

(1

ч

г к а ч

Ах« 1С.' АХ«, АХ. АХ.,

У.«»

АХ., Ах, АХ., • г »•»к АХ,

у.'к у» 'к

г. г, АЗи г. г, АЗи., АХ. Г,Ук АХ.,

1.4 У.»г УхУ.к

Мк АХ,, *Лк АХ, Г г Г, АХ., Г»» АХ,

Г.гУ.к Г. г У.

Где . ДХч - относительные изменения магнитных

Прояодимостей,

Приведенные выражении позволяют по известным значениям относительных изменений магнитных проводимостей определить токи и ЭДС,появляющиеся В контурах асимметричной машины,и таким образом оценить технологические погрешности.

Испольаур выражения (1.2), (2.3), нейдем добавочные токи от магнитной асимметрии

. .. , и»К» К» . V» . >

йи* и!лсовй-й!даIПЙ= - (- аХл сояй--иХл,

JX.ii.r if»f

(3.1)

.. .. üfif. iii tf» .. a!,» üldSlna+ülgCOeO« - (- OKi sind+ - ¿Ud„ cosd)

t i.f V.i

В частном случае (первичное симметрирование) найдем

вначения добавочиые ЭДС от асимметрии в режиме холостого хода:

АЁ.» в Um JX.V. Al. t Де.о = lim jX.if. &I» подставляя сюда значения (3.1), получим Üriff г

Д Е.

Дв.в »

&\л соай - ÄXdq Sind I

(1+tfl)» üfiif г

(3.2)

I Aili Sind + ÜXd, cosd |

l J

(и*!)'1

Относительные изменения магнитных проводимостей Д*« .

ДХа, , ДХ, появляются в частности при асимметрии магнитной цепи воздушного зазора.В случае малой асимметрии воздушного зазора магнитные проводимости являются вещественными числами и могут определены.

Определим относительные магнитные проводимости для частных

- И -

случаев асимметрии;

а)Эллиптичность статора или ротора

В высокоточных ВТ обмотки статора или ротора располагают по осям магнитной асимметрии. Погрешность воспроизведения синусной и косинусной зависимостей ЭДС, как видно из формул (3.2) также отсутствует, поскольку ¿Хл не зависит от угла Я.

б) эксцентриситет

В общем случае,когда ось вращения не совпадает с центром ротора (" бой") эксцентриситет зависит от угла поворота ротора й,

е> =( Я1 -2яЬ соз(О-Ко -9) 1,

где в- смещение оси вращения относительно центра расточки статора, Ь - "бой" ротора,

отсюда е>

С'= — = [ Яо * +Ьо 1 +2во )1о соз(С1-С(о -8)} б„»

8 >1

здесь: 8о= —-; = — -относительные значения смещения

Оо 0о оси и "Воя".

получим 1

Д Ха= — [Во1+ь01 соа(С(-С(о-0) 1 , ДХ*,вО

«

Подставляя в формулы (3.2), получим

Е.о =Ле (-) — Г во 1 +Ьо1 +2ВоЛо сов(а-Йо-9)| соей)

4 1 л

1 ¥г Б| г

Е»о =— Ие (—— ) — [ЕО'+ЬО" +28оЬв сра(Й-Л,-8) ¡81па '

(4.1)

4 1+Уг 2

Третий член в этих формулах дает зависимость относительной амплитудной погрешности от угла поворота ротора С» вследствие эксцентриситета.

Это означает, что амплитудная погревность СКВТ от "сложного" эксцентрнситента изменяется с двойной периодичностью от угла повороти ротора.

Коэффициент взаимоиндукции между обмотками статора и ротора ВТ должен изменяться по синусоидальному закону от угла поворота ротора с погрешностью,не превышающей сотых долей процента.

В настоящее время в двухполюсных ВТ почти исключительно применяются синусные концентрические обмотки.Проведенный теоре-

тический анализ показал,что электромагнитная связь между обмотками по высшим гармоникам поля происходит начиная с V = гп*1 (п=1,2...).Например для ВТ-5 1с=20, гр«12 начиняя с 59-й и 61-й гармоник,так как они являются общими'для Н.С.этих обмоток.

Учитывая скос паза ротора на одно эубцовое деление.получается относительная амплитудная погрешность выходной ЭДС:

Е.=Е1 [сов9+(-1)»^———з1пг.пв'а!лв] (5.1)

1 (г.п)> J

Из выражения (5.1) следует, что амплитудная погрешность выходной ЭДС представляет собой модулированную гармонику порядка 1.п с амплитудой 2/(г«п)3.

Так, например, для ВТ-5, гап=60, а ее относительное значение Е«««2/(г«п),»2/601»»10-» , что соответствует ошибке ДЙ*2" .

В действительности скос паза выполняется с некоторой погрешность» Дй, тогда ошибка может увеличиться в - раз.

а1пИ/г|1

Проведенная оценка квадратурной ЭДС от технологических и конструктивных ограничений показала,что квадратурная ЭДС содержит постоянную составляющую и переменную составляющую, обусловленную эллиптичностью поверхностей магнитопроводов, обращенных К Воздушному зазору. Переменная составляющая изменяется с 2* кратной периодичностью от угла поворота ротора.

Гармоники ЭДС Порядка г«п в квадратурной обмотке отсутствуют.

Полученные формулы позволяют оценить значения амплитуд периодических погрешностей ВТ-5, которые составляют:

- для 2* гармоники 20 + 50" |

- для 60е гармоники 20 + 60" .

Во второй части рассмотрены условия безошибочной передачи и преобразования углового положения.Сделана аттестация стенда и датчика угла в составе ЦПУ.Предложен метод двух лимбов для определения погрешности ВТ и дана оценка эффективности компенс«-ции систематической погрешности.В лабораторных условиях создан макет ЦПУ амплитудо-следяцего типа с целью проверки эффективности компенсации.

В станкостроении , робототехнике и других областях широко применяются следящие ЦПУ амплитудного типа,построенные подобно

трансформаторным дистанционным передачам угла (ТДПУ].С позиции оценки погрешности преобразования или передачи угла отличие таких ЦПУ от ТДПУ состоит лишь в том,что датчик или приемник ТДПУ заменены программными или электронными их моделями.

Поэтому сыпол услопий безошибочной передачи в ТДПУ и преобразования п ЦПУ угла удобно рассматривать на Вазе теории ТДПУ,что послужило основой для построения методики компенсации погрешностей ЦПУ,основные гармоники которой внесены ВТ.

В общей пиде с учетом отклонений функциональной зависимости коэффициентов взаимоиндукции статорных и роторных обмоток датчика и приемника от идеальной тригонометрической зависимости ( сииусно-косииусиоА ) , уравнение для напряжения управления можно представить в следующем виде

Не £ иг ^ = Ке Г—- ]• [г.д (Й+Ло()«Г,я (С() + ГЬд ((1+&С() * Гы. < С») ] => 0 (б)

где Де | Ог| составляющая напряжения управления, синфазная с опорным напряжением, например с напряжением возбуждения датчика ТДПУ.

Из уравнения (6) следует,что 1!е| 0 и АсN О

при выполнении следующих условий

[г.д(Й)=+Гь„(Й)] и [гь, <С1) = -Гь. (Й) ] («)

иначе

дсы[д.д<с(), Ль, (й), А.л(й), Аь„(й) ] (»*) |

Из уравнений (6) следует такие, что при идеальном приемнике можно измерить

Да реального датчика при его работе в составе ТДПУ и скорректировать!^ (С() и Гь» (С() приемника, что реализует условие (*) безошибочного преобразования угла путем применения компенсации систематической соствпляюжей погрепности датчика.

Из уравнений (6) с учетом условий (♦) раскроем условие (*♦) для случая, когда трансформаторный датчик вносит погрешности в работу ЦПУ, а реализуемый с помощь» ПАП приемник —

\

| (7)

идеален.

получаем

Ad(d)=A.(d)*sind-Ab(d)*cosd (8)

Используя (8), рассмотрим влияние наиболее характерных погрешностей ВТ на функциональную точность ЦПУ.

При неравенстве коэффициентов трансформации Д.(d)=ÄK.«cosd Аь(d)=-ÄKb»sina

tti"(Ü)* Ак*1,03*10>*sin2d, сек . (9)

где Лк -- неравенство коэффициентов трансформации в Таким образом неравенство коэффициентов трансформации вторичных обмоток ВТ трансформируется во вторую гармонику погрешности ЦПУ.

При асимметрии нулевых точек

sind (квадратурная по углу составляющая), Аъ(0()е о , где Act*!- полуразмах асимметрии нулевых точек ротора, в секундах,в этом случае

&d(d).3*üd.I*einCI*sina>ÄC(., •( l-cos2d] , сек . (lü)

Таким образом асимметрия нулевых точек ВТ трансформируется во вторую гармонику погрешности ЦПУ, квадратурную по отношению к погрешности от неравенства коэффициентов трансформации.

При распространенном числе зубцов статора 2<° 20 и числе аубцов ротора Zp'12 коэффициент взаимоиндукции ВТ с концентрическими синусоидально-распределенными обмотками содержит среди высших гармоник наиболыше по величине 5 9-ю и 61-ю.

Ad(d)a(A5f + Aii )»2.0б*10>»в1п(60»й),сек. (11)

Таким образом 39-я И 61-я гармоники коэффициента взаимоиндукции ВТ трансформируются в суммарную по амплитуде 60-ю гармонику погрешности ЦПУ.

Напряжения синусной и косинусной обмоток ВТ кроме основного сигнала, функционалино изменяющегося при повороте ротора, могут содержать помехи, идущие с частотой сети напряжения возбуждения ВТ. В этом случае

Ad(d)=A» «eicid-Ät »cosdäs

« /^¿],2^]2«2.06*10ä*sin(d+arctg( А1Ж)),сек.(12)

Когда синфазность опорного и сигнального напряжений точно-выполнена, дополнительная погрешность от вращения не возникает. При некотором нарушении синфаэности QP

Шр

аа =М" =-з.б« юз* Ар_

Шс

,сек.

Выполняемый анализ показывает, что синусно-косинусный датчик типа ВТ с достаточно часто распространенным соотношением эубцоп статора и ротора ( Тс-20 и гр=12 ) при концентрических синусоидально-распределенных обмотках вносит в погрешность ЦПУ амплитудно-следящего типа вторую и шестидесятую гармоники.

С учетом изложенного погрешность ЦПУ амплитудно-следящего типа с синусно-косинусным трансформаторным датчиком типа ВТ может быть существенно снижена путем компенсации второй и шестидесятой гармоник.

Дополнительная погрешность от вращения не возникает при обеспечении синфаэностн опорного и сигнального напряжений трансформаторной составляющей.

При оценке функциональной точности ЦПУ и используемых в них датчиков, когда их погрешность становится соизмеримой с погрешностью используемых средств измерения, возникает проблема разделения суммарной систематической погрешности измерения на две составляющие -- погрешность средств измерения и погрешность исследуемого преобразователя. Эта проблема мотет быть репена путем использования метода двух лимбов.

Для экспериментальной оценки функциональной точности си-нусно-косинусного режима работы вращающегося трансформатора (СКВТ) в составе ЦПУ амплитудно-следящего типа использованы два метода: метод одного и метод двух лимбов.

Процедуру компенсации систематической погрешности ЦПУ удобно пояснить с использованием рис.2. Пусть по результатам аттестации получена функциональная погрешность ЛЯ(в) , В этом случае для точной работы ЦПУ необходимо сформировать с помощью делителей ДНА и ДИВ коэффициенты деления и 1ь(«) в виде

табличных значений, однако практичнее использовать функциональ-

ную зависимость в пиде основных гармоник.

л

где V ,ДУ ,ЙУ номера,амплитуды и начальные углы основных гармоник погрешности ЦПУ. измеренной до компенсации. Для рассмотренного выше примера

Дй<а)= Л"*з»п12*(С(+а1 )]+Д6"»в»п(60»(а+«1бо )] (15.1)

а а

где Д> ,Дбо и Йбо амплитуды и начальные углы второй и

шестидесятой гармоник систематической погрешности ЦПУ.

ПЗУ ЦПУ мохет быть представлено в виде двух частей — основной для хранения номинальных значений коэффициентов деления t^>n(й) ,1ъа(й) и дополнительной для хранения изменений ¿V. (С(), ДУь(<3).С точностью до величин второго порядка малости ( относительно Да ) из уравнений ( 14 ) получаем

> <16)

Д)(ь<е<)*со8 й » Е{Д"*З1П{У»(С())) ]

II 1—I -у.оооо \ +1,оооа

II 1-1 Сер /?ф 1 0,0 0.6 ООО внк

¿н 4-10000

ЯНА (¿¿0,0*1,0) у-±0№7

шв^о,оар) ^ '."—I А&* +соМ„*а5

Рис.2 Электрическая схема лабораторного накета ЦПУ следящего типа с трансформаторный СКД

Результаты экспериментального исследования ЦПУ с компенсацией основных гармоник погрешности представлены в таблице. При выполнении исследования использованы оба метода.

В таблице локаэпны оснонные результаты экспериментального исследовяния погрешности ДНУ при компенсации основных ее гарноник. Результаты, представленные в таблице , подтверждают прогнозировавшуюся эффективность компенсации систематической погрешности ЦПУ.

Результаты экспериментального исследовании ЦПУ

с компенсацией погрешности Таблица

Измеряемый параметр Метод измерения

КФЭ031055 КФЗОЭЮ9В

1* 2' • Г 2' '

Полуразмах до компенсации Дпр" 84 96 48 49

Полуразмах с компенсацией прогноз 20 10 17 15

эксперимент 25 10 20 15

Здесь 1* --Стандартный метод измерения угловых величин)

2''--Измерение угловых величин по методу двух лимбов .

Анализ данных таблицы показывает, что компенсация 2-й н 60-й гармоник с исключением среднего значения смещением начала отсчета и устранением первой гармоники улучиением монтажа позволяет повысить точность ЦПУ в несколько раз ( от 3-х до 5-и ) в зависимости от фактического класса точности используемых в составе ЦПУ ВТ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты проведенного в диссертационной работе теоретического и экспериментального исследования СКВТ,применяемых для ЦПУ амплитудо-следящего типа,сводятся к следующему.

1) Уточненп модель СКВТ в составе ЦПУ| при этом:

--Анализ функциональной точности двухполюсных ВТ с синусными концентрическими обмотками в режиме СКВТ показал,что основными причинами погрешностей воспроизведения синусной зависимости являются а) "бои" ротора и эксцентриситет,пызиающие но-

явление ошибок,изменяющихся с двухкратной периодичностью от угла поворота ротора,н) неточность н скосе na:ia,OT которой уве-личваются амплитуды высших гармоник ошибок,имеющих период 2It/z« N (для ВТ-5 Z.N = 6П),при атом амплитуды модулиронаны с периодом 2";

—Полученные функциональные пннисимости погрешностей СКВТ от угла поворота ротора позволяют оценить значения амплитуды периодических погрешностей BT-Í,которые состаилиют второй гармоники 20"-50", для шестидесятой гармоники 20"-60";

2) Уточненная модель вращающегося трансформатора на базе обобщенной электрической машины позволяет произвести оценку точности изготовления (несоосностей рабочих поверхностей магнм-топроводов,погрешности выполнения скоса пазов) н малой скорости вращения,при которых обеспечивается заданная функциональная точность ВТ в составе ЦПУ следящего типа и сфорыироннть теоретические основы компенсации систематической погрешности;

3) Определены условия безошибочной работы ВТ в составе ЦПУ следящего типа на базе теории трансформаторных дистанционных передач угла,позволившие разработать методику компенсации систематической погрешности,вносимой СКВТ;

4)На основе анализа общепринятых способов измерения величин ,характеризующих функциональную точность ВТ, предложен метод , позволивший повысить чувствительность и повторяемость измерений путем компенсации квадратурной составляющей остаточных напряжений;

5(Предложена процедура измерения функциональной погрешности ВТ в составе ЦПУ на базе метода двух лимбов с повышенной точностью измерений за счет разделения результатирующей погрешности на две составляющие:погрешность средств измерения и погрешность аттестуемого ВТ в составе ЦПУ,что позволит о достаточной точностью вычислить амплитуды и фазовые углы основных гармоник погрешности;

6) Предложена методика компенсации систематической составляющей погрешности ВТ в составе ЦПУ следящего типа,содержащая рекомендации для расчета корректировки кодов ЦАП по результатам измерения погрешности из условия,что ВТ вносит в основном вторую гармонику и гармонику,номер которой определяется соотношением зубцов статора и ротора;

7(Разработана методика экспериментальной оценки эффективности компенсации систематической составляющей погрешности ВТ в составе ЦПУ следящего типа на базе модельного образца ЦПУ,построенного на десятичных делителях сигнальных напряжений ВТ с применением в качестве нуль-индикатора высокочувствительного

вольтметра фиксированной частоты и компенсацией квадратурной составляющей остаточных напряжений с помощью дополнительного R* С» - контура и потенциал-регулятора в виде магазина сопротивлений ;

8(Показано,что эффективность компенсации систематической погрешности DT п составе ЦПУ следящего тина,оцениваема по изменению относительных полуразмахов погреганостей до и после компенсации не менее 3-5 раз для вращающегося трансформатора типа BT-5 в зависимости от фактического класса точности ВТ,используемого в ЦПУ.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1. Павлов O.A. Хрущев В.В., Ван Сяо Гуан, Игнатьева С.А. Метрологическая аттестация круговых датчикав:Паскаль-программа. ГОСФОНД РФ АПБД ре г.N 509.500.000.83,1995.

2.Ван Сяо Гуан, Павлов О.А.,Хрущев В.В, Анализ погрешностей ЦПУ с датчиками типа ВТ. Деп.в No

Деп.Реф.опубл. в указателе ВИНИТИ ' "Депонированные научные работы" ,1996,No , с

3.Ван Сяо Гуан, Павлов O.A. Применение метода двух лимбов при исследовании функциональной точиорти ВТ .Деп.в

No Деп.Реф.опубл. а указателе ВИНИТИ "Депонированные

научные работы"1996, No , с .

4. Ван Сяо Гунн, Павлов O.A. Оценка применимости ВТ по точности в составе ЦПУ, Деп.в No Деп.Реф.опубл. в указателе ВИНИТИ ." Депонированные научные работы", 1996,No с

5.Ван Сяо Гуан, Павлов О.А.,Хрущев В.В. Способ гармонической компенсации погрешностей ВТ в составе следящих ЦПУ. Деп.в No .Деп.Реф.опубл. в указателе ВИНИТИ Депонированные научные работы"1996,No , с •

6.Ван Сяо Гуан, Павлов O.A. Методики измерения вели чин, характеризующих функциональной точности ВТ.Сборник трудов, С-Пб,ГААП,1996,No , с (Рукопись находится в печати).

7.Ван Сяо Гуан, Павлов О.А.,Хрущев В.В. Компенсации погрешностей ВТ я составе следящих ЦПУ. Сборник трудоп,С-Пб,ГААП, 1996,No ,с (Рукопись находится в печати).

___Всии

Лицензия ЛР ),"• 0^0341 от <7ЛИ.91 г. Подписано к печати 9.04 96 $от)мат t)0xü4 I/I6. Бумага тип. № 3. Печать офсетная. Усл.печЛ.бк! Уч!-изд.л. 1,75. Тираж90 экз. Заказ 95

Отдел оперативной полиграфии СПбГААЛ 190Ö0Ö, С.-Петербург, ул.Б.Морская, 67