一种基于SDC的船艏位置检测方法

　　自整角机(sychro-to-digital converter)简称SDC,它是一种感应式机电元件,主要用于自动控制、同步传递和计算解答系统中。它可将转轴的转角变换为电气信号或将电气信号变换为转轴的转角,实现角度数据的远距离发送、接收和变换,达到自动指示角度、位置、距离和指令的目的。相比于以前船艏位置精度,采用SDC模块检测出来的船艏位置精度有了很大的提高。

　　本文介绍的是一种基于10ZSZ-02 SDC模块的船艏位置检测方法, SDC转换器接收船上罗经信号并将其转换成数字信号,该罗经转换精度为1：360,当被控对象转动1°时,罗经输出电压变化一周, 10ZSZ-02模块共有10位数字信号输出,在实际使用中只用到了高6位,对应精度为1°/64,检测到的船艏位置一路输出给计算机用于显示当前船艏的位置,另外一路转换成13位的方位码用于目标的跟踪、显示。

　　1　10ZSZ-02型自整角机-数字转换器

　　1·1　原理框图10ZSZ-02转换器是一种小型化10位连续跟踪的自整角机/旋转变压器-数字转换器(以下简称转换器)。采用II阶伺服回路设计,数字输出具有三态锁存器功能。

　　跟踪式ZSZ-02的核心环节由数字正余弦乘法器、相敏解调器、积分器(频率整形电路)、压控振荡器(VCO)和可逆计数器组成。其原理如图1所示,从图中可以看出,该模块本身就是一个Ⅱ阶闭环伺服控制系统,输入为自整角机的信号S_¹、S_²、S_³,反馈为从计数器传来的二进制数,其工作原理如下:

　　经自整角机传送的三相交流电压信号送入到ZSZ-02内部的微型Scott变压器,一方面起到信号降压和隔离作用;另一方面,微型Scott变压器将这些信号转换成正余弦形式,这些信号经误差放大器相减、并经三角函数合并后得到角交流信号,交流信号经过同频同相位的参考信号相敏解调,形成直流误差信号,直流误差信号进入积分器,积分器的输出直接控制压控振荡器,最后压控振荡器输出的脉冲控制可逆计数器工作,改变Φ值,直到得到下列结果:

　　因此,内部控制回路通过可逆计数器,迅速改变数字角,将误差信号减小到0,这样数字角Φ就能代表模拟轴角量θ。

　　1·2　信号引脚说明

　　/ENM, /ENL信号:高、低位字节使能端,在本系统中不需要分高低字节控制,所以将/ENM, /ENL信号连在一起作为一个信号来控制,低电平时,数据从三态锁存器传送到输出端。

　　BUSY信号:该引脚为“忙”信号,高电平表示转换器内部二阶电子伺服环路正在工作,此时的数字输出端数据处于不稳定当中,不能直接送给处理器使用;反之计算机可直接从数字输出端读取转换数据。