Преобразователь кода в угол поворота вала

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифрового вычислительного устройства с исполнительными устройствами. С целью расширения диапазона работы в преобразователь, содержащий генератор 1 линейно изменяющегося кода, первый 2 цифровой сумматор, первый N 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки памяти, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), первый синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 13, элемент 15 сравнения , сервоусилитель 17, исполнительный элемент 18 и источник опорного напряжения 19, введены второй цифровой сумматор 3, демодулятор 12, второй СКВТ 14 и блок Ч 6 согласования отсчетов. Младшие и старщие разряды входного кода N преобразователя подключены к другим группам входов цифровых сумматоров 2 и 3 соответственно . СКВТ 13 и 14 работают в режиме фазовращателя. Блоки 14,12, 16, 17 и 18 образуют фазовую следящую систему отработки угла в грубом отсчете. Блоки 13, 10, 11, 15, 16, 17 и 18 образуют фазовую следящую i СЛ со ND -vj 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1312741

А1 (д!) 4 Н 03 M I /68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

KN% Jlll0 fakA

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4021979/24-24 (22) 30.12,85 (46) 23.05.87, Бюл. Ф 19 (72) В.Н.Погорецкий (53) 681 325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 595758, кл. С 08 С II/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР !! 1236613, кл. H 03 M 1/66, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифрового вычислительного устройства с исполнительными устройствами, С целью расширения диапазона работы в преобразователь, содержащий генератор 1 линейно изменяющегося кода, первый 2 цифровой сумматор, первый

4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки памяти, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), первый синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 13, элемент 15 сравнения, сервоусилитель !7, исполнительный элемент 18 и источник опорного напряжения 19, введены второй цифровой сумматор 3, демодулятор 12, второй СКВТ 14 и блок 16 согласования отсчетов. Младшие и старшие разряды входного кода N преобразователя подключены к другим группам входов цифровых сумматоров 2 и 3 соответственно. СКВТ 13 и 14 работают в режиме фаэовращателя, Блоки 14,!2, 16, 17 и 18 образуют фаэовую следящую систему отработки угла в грубом отсчете. Блоки 13, 10, 11, 15, 16, l7 и 18 образуют фаэовую следящую

131274! систему отработки угла в точном отсчете. Коммутация сигнала рассогласования грубой и точной систем к входу сервоусилителя 17 производится блоком 16. В точном канале преобразователя компенсируется погрешность от!

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифрового вычислительного устройства с исполнительными устройствами.

Целью изобретения является расширение диапазона работы преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 линейно изменяющегося кода, первый 2 и второй 3 цифровые сумматоры, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки памяти, первый

8, нторой 9, третий 10 и четвертый !

1 цифроаналоговые преобразонатели (ЦАП), демодулятор 12, первый 13 и второй 14 синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), элемент

15 сравнения, блок 16 согласования отсчетов, сервоусилитель 17, исполнительный элемент 18 и источник 19 опорного напряжения.

Младшие и старшие разряды входного кода N преобразователя подключены к другим группам входов цифровых сумматоров 2 и 3, соответственно °

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 линейно изменяющегося кода вырабатывает двоичный эквивалент мгновенного углами t который в блоках 4 и 5 памяти преобразуется в коды функций siruat. и совс.а, а в ЦАП

8 и 9 — в напряжение возбуждения

СКВТ 13 и 14 (ВТ-100) — U sin t и

U cosset соответственно, которые в данном случае работают в режиме фазовращателей и на их роторных обмотках наводятся фаэомодулированные напряжения.

Выходное напряжение СКВТ 14 вида

U cos (> t + d) поступает на аналонеравенства по амплитуде и неортогональности напряжений возбуждения

CKBT 13, неортогональности цифровых сигналов блоков 6, 7, неравенства коэффициентов передачи СКВТ 13 и

ЦАП 10, ll, 1 ил.

2 говый вход релейного демодулятора 12, а на управляющий вход его поступает прямоугольное напряжение вида sign

sin (t + N ), которое формируется н последнем разряде цифрового сумматора 3. После ныпрямления и сглаживания входящим н состав демодулятора 12 фильтром нижних частот выходное напряжение демодулятора 12 под10 ключается блоком 16 согласонания отсчетов к входу сервоусилителя 17 и затем, после усиления, воздействует на исполнительный элемент 18 таким образом, чтобы путем разворота ротора

СКВТ 13 на угол свести выходное напряжение демодулятора 12 к нулю.

При этом выполняется равенство N N с точностью до единицы младшего разряда цифрового сумматора 3 грубого

20 отсчета. Именно к этому сводится роль фазоной следящей системы грубого отсчета, образованной блоками 14, 12

16, 17, 18 и 14.

После того, как выходное напряже-; ние демодулятора 12 уменьшилось до нуля, блок 16 согласования отсчетов подключает к входу сервоусилителя 17 выход элемента 15 сравнения и в рабоЗС, ту включается фазовая следящая система (ФСС) точного отсчета, образованная блоками 13, 10, 11, 15 16, l7, l8 и 13.

Фазомодулированные выходные напряжения СКВТ 13 вида U, sin (ы т +

+ о!к) и U2 cos (Mt + к)в где K коэффициент электрической редукции

СКВТ 13 поступают на аналоговые

40 входы ЦАП 10 и ll. После перемножения и ЦАП 10 и ll на взаимно ортогональные функции и вычитания на выходе элемента 15 сравнения образуется напряжение нида

1-1 1 +U2

U — — sin(3 -N ) + выл, ! 3127- I 4

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

П2

+ — - - — - - sin(2 t + сг„+ N„) . (1) Это напряжение содержит постоянную составляющую, пропорциональную разности углов заданного входным кодом N< и отработанного g „ исполнительным элементом 18, и переменную составляющую двойной частоты, которая подавляется фильтром нижних частот, входящим в состав элемента 15 сравнения. ФСС точного отсчета путем разворота ротора СКВТ 13 обнуляет выходное напряжение элемента 15 сравнения, что приводит к равенству

a(= N с точностью до единицы младшего разряда цифровых фазовращателей 2, 6, 11 или 2, 7, 10 независимо от U èëè U

Анализ выражения (1) показывает, что неравенство напряжений возбуждения СКВТ 13, его козффициентов трансформации и коэффициентов передачи

ЦАП 10 и 11 не приводит к погрешности преобразования.

Неортогональность напряжений возбуждения СКВТ 13, неортогональность

его роторных и статорных обмоток,неортогональность функций sin(ut +

+ И„) и cos(u t + И„) цифровых фазовращателей приводит к погрешности преобразования типа смещения нуля, т.е. не зависящий от угла поворота вала, которая компенсируется начальной выставкой СКВТ 13.

Единственным некомпенсируемым источником погре штости в данном преобразователе является погрешность отображения синусной зависимости СКВТ, которая и определяет достижимую точность преобразования, Температурные изменения приводят к смещению нулевого уровня, что устраняется термокомпенсацией, Таким образом, инструментальная погрешность преобразования в предлагаемом преобразователе определяется только классом точности используемого СКВТ точного отсчета и, как показали экспериментальные исследования, для случая ВТ-100 класса 0,3, инструментальная погрешность преобразования кода в угол поворота вала не превьппает 10", что соответствует информационной емкости двоичных разрядов.

Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий генератор линейно изменяющегося кода, выходы которого подключены к одной группе входов первого цифрового сумматора, вы— ходы первого и второго блоков памяти подключены к цифровым входам соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей., аналоговые нходы которых соединены с выходом источн ка опорного налряжения, а выходы подключены к первой и второй об15 моткам первого синусно-косинусного вращающегося трансформатора, вал которого кинематически соединен с валом исполнительного элемента, а третья и четвертая обмотки подключе20 ны к аналоговым входам соответствен«о третьего и четвертого цифроаналогового преобразователей, другая группа входов первого цифрового сумматора является одной группой входов преобразователя, третий и четвертый блоки памяти, выходы которых подключены к цифровым входам соответственно третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены к входам элемента сравнения, сервоусилитель, выход которого подключен к входу исполнительного элемента, о т л и ч à K rq и и с я тем, что, с целью расширения диапазона работы

35 преобразователя, в него введены второй цифровой сумматор, второй синусно-косинусный вращающийся трансформатор, демодулятор и блок согласования отсчетов, вал первого синуснокосинусного вращающегося трансформатора кинематически связан с валом второго синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первая и вто45 рая обмотки которого соединены с выходами соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а третья обмотка подключена к первому входу демодулятора, выходы генератора линейно изменяющегося кода подключены к одной группе входов второго цифрового сумматора, другая группа входов которого является другой группой входов преобразователя, а выход подключен к второму входу демодулятора, выходы демодулятора и элемента сравнения подключены к входам блока согласования отсчетов. выход которого подключен к входу

Составитель М.Сидорова

Техред JI.Îëåéíèê Корректор А.Тяско

Редактор АД1андор

Закаэ 1979/56

Тиралс 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.узгород, ул.Проектная, 4

5 1312741 6 воусилителя, выходы генератора ли- ков памяти, а выходы первого цифронейно иэменяющегося кода подклю- вого сумматора. подключены к входам чены к входам первого и второго бло- третьего и четвертого блоков памяти.