Патент ссср 400020

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

400020

Союз Советских.

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.VII.1971 (№ 1679292j18-24) М. Кл. Н 03k 13/02 с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный комитет

Соввта Министров СССР па делам изааретений и атнрытий

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 7.II.1974

УДК 621.314.26 (088.8) Авторы изобретения

В. С. Пустыльников и Н. П. Дорошенко

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД вЂ” УГОЛ

Изобретение относится к области вычислител ьной техники и может быть применено в устройствах управления, регулирования и контроля с помощью управляющих цифровых вычислительных машин (УЦВМ).

Известны преобразователи код — неограниченный угол, содержащие промежуточные преобразователи код — напряжение, вращающийся трансформатор (ВТ) обратной связи и усилитель следящей системы с двигателем на выходе. При этом с выхода одного преобразователя снимается напряжение Usinn, a с выхода другого Ucosn, где а — угол поворота.

Эти напряжения через усилители переменного тока подаются на обмотки ВТ, т. е. преобразователи с усилителями являются эквивалентамп BT датчика обычных следящих систем на

ВТ.

Однако в этих преобразователях имеются два промежуточных преобразователя код— напряжение переменного тока и высокостабильные усилители переменного тока, которые усложняют преобразователь, уменьшают его надежность и затрудн яют получение высокой точности преобразования, что делает не рациональным применение такого преобразователя, например, при использовании УЦВМ в моделирующих стендах и авиационных тренажерах.

Цель изобретения — обеспечение поворота вала нагрузки на неограничен|ный угол по сигналам VLIBM при использовании одного промежуточного преобразователя код — напряжение переменного тока, а также повышение точности преобразования.

Для этого в преобразователь введены два фазоинвертора и три переключателя, что дает возможность отказаться от одного промежу1о точного преобразователя код — напряжение переменного тока и двух высокоточных усилителей. При этом оставшийся промежуточньш преобразователь код — напряжение переменного тока работает в диапазоне только 0 — 45

15 вместо диапазона 0 — 90 изменения вычисляемого угла.

Преобразователь код — напряжение (ПКН) через переключатель подключается к одному или второму выходу первого фазоинвертора, 20 другой фазоинвертор также через переключатель подключается к одной или второй выходной обмотке ВТ. Напряжение на вход усилителя поступает с фазоинвертора еще через один переключатель.

25 На чертеже приведена функциональная схема преобразователя код — угол.

Двигатель 1, усилитель следящей системы (УСС) 2, сину сно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 3, фазоинвертор 4 и

3о схема сравнения (СС) 5 образуют следящую

400020

10

Функция, которой пропорционально значение младших разрядов кода

УЦВМ

Код октанта (3 старших разряда кода УЦВМ) Пределы изменения угла поворота № ок(п — 2)-ый разряд и-ый разряд (и — 1)-ый разряд танта

0 — 45

45 — 90

90 †1

135 †18

180 †2

225 †2

270 †3

315 †3

sin ь 1п (90 — а}

sin (— 90 )

sin (180 — л)

sin (†1 )

sin (270 — )

si n (= — 270 )

sin (360 — ) систему. Управляющее напряжение в следящую систему поступает с преобразовател я код — напряжение (ПКН) 6, который питается от фазоин вертора 7 через переключатель 8.

Переключатель позволяет изменять фазу управляющего напряжения на 180, так как фаза выходного напряжения ПКН определяется фазой питающего напряжения. Переключатель 9 изменяет на 180 фазу напряжения ооратной связи, снимаемого с фазоинвертора 4.

Фазоинвертор 4 подключается к первой или второй выходной обмотке СКВТ 3 через переключатель 10, Управление переключателями 9, 10, 8 осуществляется тремя старшими разрядами кода, выдаваемого УЦВМ. Младшие разряды кода преобразуются ПКН 6 в перемен ное напряжение, величина которого пропорциональна значению кода этих разрядов.

Следящая система имеет одно устойчивое состояние, определяемое величиной управляющего напряжения, а также фазовыми соотношениями управляющего напряжения:и напряжения об ратной связи. Каждому из восьми возможных сочетаний положений переключателей 9, 10, 8 соответствует такое соотношение фаз управляющего напряжения и напряжения обратной связи, при котором следящая система обладает устойчивостью при углах к поворота выходного вала преобразователя (ротор СКВТ 3) только в одЕсли считать положение переключателей 9, 10, 8, изображенное на чертеже, за нулевое (код, задаваемый старшими разрядами—

ООО...), то следящая система согласно чертежу будет обладать устойчивостью в восьмом октанте. УЦВМ младшими разрядами кода управляет работой ПКН 6, на выходе которого появляется переменное напряжение с амплитудой, пропорциональной коду УЦВМ (sin(360 — сс), задаваемого УЦВМ). Это напряжен ие является управляющим и поступает на вход СС 5. На другой вход СС 5 подается напряжение обратной связи, снимаемое с фазоинвертора 4. Если напряжение обратной связи не скомпенсирует управляющий сигнал, то на выходе СС 5 появится сигнал рассогласования. Сигнал рассогласования после усиления в УСС 2 подается на управляющую обмотку двигателя 1, с осью которого связан ротор СКВТ 3. Двигатель 1 разворачивает ротор

65 ном из восьми октантов. Положение переключателя 9 определяет полукруг, положение переключателя 10 — квадрант в пределах выбранного полукруга, а поло кение переключателя 8 — октант в пределах выбранного переключателями 9 и 10 квадранта. При углах поворота выходного вала преобразовател|я в пределах октанта отработанное значение угла определяется величиной управляющего напряжения, число дискретных значений которого равно Л =2<" з, где и. — число разрядов кода, выдаваемого УЦВМ.

Поскольку в цепи обратной связи стоит

СКВТ, выходное напряжение которого пропорционально синусу угла поворота ротора, то и управляющее напряжение, получаемое с выхода ПКН, должно быть пропорциональным синусу угла в пределах октанта, задаваемого

УЦВМ. Три старших разряда кода УЦВМ определяют номер октапта, а числа, задаваемые младшими разрядами кода УЦВМ, должны быть пропорциональны синусу угла поворота в пределах октанта согласно таблице. B этой же таблице записи код каждого октанта (соответственно значению трех старших разрядов кода, выдаваемого УЦВМ), Ноль в разряде кода условно означает, что соответствующий переключатель 9, 10, 8 занимает положение, показанное на чертеже.

СКВТ 3 до тех пор, пока напряжение обратной связи не скомпенсирует управляющее напряжение. В этом случае сигнал рассогласования на выходе СС 5 станет равным нулю и следящая система займет устойчивое состояние, При изменении кода УЦВМ в младших разрядах изменяется величина управляющего напряжен ия на выходе ПКН 6, и следящая система отрабатывает появившийся на выходе

СС 5 сигнал, рассогласования до нуля, т. е. ротор СКВТ 3 окажется развернут на новый угол, заданный кодом УЦВМ.

При изменении значения кода УЦВМ в (n — 2) -ом разряде (код старших разрядов

001... ) фаза управл|яющего напряжения изменяется на 180, и фазовые соотношения (при ранее используемой выходной обмотке СКВТ

3) будут выполняться только в первом октан. те, т. е. следящая система сможет принять

40002О

Редактор E. Гончар

Техред Л. Грачева

Корректор В. Брыксина

Заказ 189/12

Изд. ¹ 50

Тираж 780

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 устойчивое состояние только в первом октанте. Прохождение сигналов и отработка рассогласования происходит точно также, как сказано выше.

Если теперь изменится код УЦВМ в (n — 1) -м разряде (код ста рших разряов

011... ), то переключателем 10 фазоинвертор

4 подключится к другой выходной обмотке

СКВТ 3. Так как вторая выходная обмотка

СКВТ 3 в пространстве сдвинута относительно первой на 90, то следящая система будет устойчиво работать в соседнем квадранте.

При изменении старшего разряда кода

УЦВМ (например, код старших разрядов примет значение 111) в дополнение к уже имевшим место коммутациям произойдет переключение перекл1очател я 9, В этом случае напряжение обратной связи будет сниматься с второго выхода фазоинвертора 4, т. е. фаза напряжения обратной связи изменится на 180, и следящая система станет устойчивой на втором полукруге.

При рассматриваемом значении старших разрядов кода УЦВМ (111... ) следящая система окажется устойчивой в 70-ом октантс.

Таким образом, в данном преобразователе по командам, задаваемым тремя старшими разрядами кода УЦВМ, обеспечивается выполнение условий устойчивости следящей системы в любом из восьми октантов. В пределах октанта отработка угла, заданного младшими разрядами кода УЦВМ, происходит до тех пор, пока сигнал рассогласования IIa выходе

СС 5 не примет минимальное значение, т. е. станет ниже порога чувствительности УСС 2.

Точность задания угла а поворота выходного вала преобразователя определястся «ценой» младшего разряда кода УЦВМ. Например, при 12-разрядном коде УЦВМ, три стар5 ших разряда которого используются для определения октанта, а девять младших для управления ПКН 6, точность задания угла а поворота выходного вала преобразователя равна а = 4,7 (згп а = 0,00138) .

10 Точность отработки заданного угла а в предлагаемом прсобразователе определяется чувствительностью и точностью следящей системы, а также точностью работы СКВТ.

Предмет изобретения

Преобразователь код — угол, содержащий преобразователь код — напряжение, выход которого соединен с первым входом схемы срав20 пения, выход которой подключен через усилитель к двигателю, кипематически связанному с синусно-косинусным вращающимся трансформатором, ог.гичагопгггйся тем, что, с целью упрощения устройства, повыцгения точности и

25 надежности его работы, в него введены фазоин верторы, первый из которых подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору, и переключатели, первый из котоpbIx подключен к первому фазоинвертору и ко

30 второму входу схемы сравнения, второй переключатель — к первому фазоинве1ртору и к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору, а третий переключатель включен между вторым фазопнвертором и преобразовате35 лем код — напряжение.