Следящий преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления, измерительной технике и робототехнике для преобразования угловых величин в цифровой код угла с высокой разрешающей способностью. С целью повышения точности преобразователя за счет разделения цифрового эквивалента угла на две группы по разрядам выходного кода в него введены второй и третий цифроаналоговые преобразователи, второй дифференциальный усилитель, два блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), а селектор угла выполнен в виде селектора октанта. С выхода селектора октанта информационные сигналы поступают на аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразова- . телей и неинвертирующие входы первого и второго дифференциальных усилителей , на выходах которых формируются произведения аналоговых входных сигналов на цифровые эквиваленты тригонометрических функций старшей части разрядов выходного кода, формируемого в счетчике. Тригонометрическое преобразование кодов осуществляется с использованием ПЗУ. Мпадшая часть разрядов выходного кода умножается на аналоговый сигнал при помощи третьего цифроаналогового преобразователя . Кроме того, преобразователь содержит демодулятор, фильтр и преобразователь напряжение - частота для обработки сигнала рассогласования. 1 ил. (Л to 4 сс о ;о to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

;511 4 " 03 И 1/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3792958/24-24 (22) 22.09.84 (46) 07.07.86. Бюл. ¹ 25 (72) В.Д.Богданов и Ю.С.Смирнов (53) 681.325(088.8) (56) Вульвет Дж. Датчики в цифровых системах. /Пер. с англ. под ред.

А.С.Яроменка. — N. Энергоиздат,.

1981, с. 157 и 158.

Там же, с. 159 и 160. (54) СЛЕДЯЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления, измерительной технике и робототехнике для преобразования угловых величин в цифровой код угла с высокой разрешающей способностью. С целью повышения точности преобразователя за счет разделения цифрового эквивалента угла на две группы по разрядам выходного кода в него введены второй и третий цифроаналоговые преобразователи, втоÄÄSUÄÄ 1243092 А1 рой дифференциальный усилитель, два блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) а селектор угла выполнен в виде селектора октанта. С выхода селектора октанта информационные сигналы поступают на аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразова- . телей и неинвертирующие входы первого и второго дифференциальных усилителей, на выходах которых формируются произведения аналоговых входных сигналов на цифровые эквиваленты тригонометрических функций старшей части разрядов выходного кода, формируемого в счетчике. Тригонометрическое преобразование кодов осуществляется с использованием ПЗУ. Ипадшая часть разрядов выходного када умножается на аналоговый сигнал при помощи третьего цифроаналогового преобразователя. Кроме того, преобразователь содержит демодулятор, фильтр и преобразователь напряжение — частота для обработки сигнала рассогласования.

1243092

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления, измерительной технике и робототехнике для преобразования угловых величин в цифровой код угля с высокой разрешающей способностью.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор 1 (CKBT), селектор 2 октанта,цифроаналоговые преобразователи 3 5 дифференциальные усилители 6 и 7,суммирующий усилитель 8, деM(3p+JEHTop 9, фильтр 10, преобразователь 11 напря жение — частота, реверсивный счетчик 12„ блоки элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 13 и 14 и постоянное запоминающее устройство 15 °

Преобразователь работает следующим образом.

Рассмотрим работу преобразователя в динамике, т.е. при изменении угла

6 поворота ротора СКВТ. 1. При повороте ротора СКВТ 1 на угол 8 с выходных обмоток СКВТ 1 на селектор 2 октанта поступают напряжения " = ц 91 8 5)П(><.р L = U С05Дэ1n ut

Напряжения О, и "g приводятся K первому октанту селектором 2 и с его

I выхода, напряжения U< и U< поступают: 0z — на прямой вхоц дифференциального усилителя 6 и на аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 4 — на аналоговый вход цифроz аналогового преобразователя 3 и на первый вход суммирующего усилителя 8.

На цифровые входы преобразователей 3 и 4 поступает код Е15 с выхода

ПЗУ 15. Значение кода F15 перемножается в преобразователях 3 и 4 с напряжениями J и,., Напряжение lJ: с

2 выхода преобразователя 3 поступает на вычитающий вход усилителя 6, на выходе которого формируется напряжение Ц, равное ь,=u,-u,.р„

Напряжение 0 поступает на прямой вход дифференциального усилителя 7.

Напряжение 0 с выхода цифроаналогового преобразователя 4 поступает на второй вход суммирующего усилителя 8, на выходе которого напряжение 0 равно

Напряжение 18 поступает на преобразователь 5, где перемножается со

5 значением кода F 13 с выхода блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Напряжение tJ с выхода преобразователя 5 поступает на инвертирующий вход усилителя 7„ ня выходе которого формируется напряжение рассогласования 0 равное и ь "т uz >g (uz+uz F I .

С учетом приведения углов 9 и к первому октанту напряжение рассогласования О, равно

5i я (8п )-Р, ))

U„- Ll sl z6

2О

"=05 Р, для нечетных октантов и, 51л(8 р- P p) 1, - LI 5 0 я с

6п - °, ° для четных октантов.

С выхода усилителя 7 напряжение Oq. поступает на вход демодулятора 9, где выпрямляется с учетом фазы опорного напряжения 0 . Полярность напряжеЗо ния 1 определяет, отстает или опережает значение кода угла Рло угол

g < поворота ротора СКВТ 1. Напряжение J> поступает на фипьтр 10, который выцеляет постоянную составляющую напряжения U, подавляет гармоники опорного напряжения 0 gtn Ed и формирует необходимую частотную характеристику преобразователя. С выхода фильтра 10 напряжение U,о поступает на преобразователь 11 и одновременно на выход преобразователя, как напряжение, пропорциональное скорости изменения угла 9

С выхода преобразователя 11 импульсы поступают на вход суммирования или вычитания реверсивного счетчика 12 в зависимости от полярности напряжения LJ„; . Выходной код итадших разрядов Д„ счетчика 12 начинает изменяться и через блок 13 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступает на цифровые входы преобразователя 5, изменяя напряжение L на выходе усилителя 6. Соот 5 ветственно начинает изменяться напряЫ жение рассогласования U . Счетчик

12 суммирует или вычитает импульсы до тех пор, пока напряжение ряссогJIBcoBB.pMF! Uy не станет равным нулю.

1243092

Если изменение кода младших разрядов Р не компенсирует напряжение рассогласования LI> то начинают изменяться старшие разряды кода Р,,которые через блок 14 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступают на адресные входы ПЗУ 15 и с него на преобразователи 3 и 4.

Изменение кода, и соответственно кода Г15 с выхода ПЗУ 15 приводит к изменению напряжений 0 и 0 . Напряжение рассогласования U также начинает изменяться, стремясь к нулю.

Реверсивный счетчик 12 изменяет свое состояние, суммируя или вычитая импульсы до тех пор, пока суммарный код угла Р, состоящий из кода младших разрядов Р, кода старших раз рядов Р, и кода октантов 1р, 2 р, 3, не станет эквивалентным углу 8 поворота ротора СКВТ 1. В этом случае напряжение рассогласования будет равно нулю, а на выходе реверсивного счетчикА 12 будет зафиксирован код угла, представляющий цифровой эквивалент угла 9

Формула из обретения

Следящий преобразователь угла поворота вала в код, содержащий шину опорного напряжения, подключенную к входу синусно-косинусного вращающего ся трансформатора и первому входу демодулятора, селектор угла, суммирующий усилитель, выход которого под ключен к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя, вы ход которого подключен к вычитающему входу первого дифференциального усилителя, выход которого подключен к второму входу демодулятора,.выход которого через фильтр подключен к входу преобразователя напряжение— частота, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены второй и третий цифроаналоговые преобразователи, второй дифференциальный усилитель, два блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, постоянное запоминающее устройство, а селектор угла выполнен в виде селектора октанта, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора под1п ключены к аналоговым входам селектора октанта, к цифровым входам которого подключены выходы трех старших разрядов реверсивного счетчика, первый. вйход селектора октанта подключен к аналоговому .входу второго цифроаналогового преобразователя и к суммирующему входу второго дифференциального усилителя, выход которого подключен к суммирующему входу первого дифференциального усилителя вы ход второго цифроаналогового преобразователя подключен к первому входу суммирующего усилителя, второй выход селектора октанта подключен к второ75 му входу суммирующего усилителя и аналоговому входу третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к вычитающему входу второго дифференциального усилителя, выходы ф младших разрядов реверсивно° ro счетчика подключены к первой группе входов первого блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу постоянного запоминающего

35 устройства, выход которого подключен к цифровым входам второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выходы К младших разрядов реверсивного счетчика подключены к первой группе входов второго блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к цифровому входу первого . цифроаналогового преобразователя, вы" ход второго разряда реверсивного счетчика подключенк вторымвходам второго ипервого блоков элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ,выход реверсивного счетчика является выходом преобразователя.

1г43ОМ

/р Яр Лр

Составитель В.Подолян

Техред О.Сопко Корректор 1.Луговая

Редактор И.Дербак

Заказ 3716/55

Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Произноцственно-полиграфическое предприятие„ г.Ужгород, ул.Проектная, 4