Устройство для преобразования кода в угловое положение вала

 

O ll N C A H M E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 565312

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02,12.75 (21) 2195282/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 08.08.77 (51) М. Кл е G 08С 11/00

Гасударственный комитет

Совета Микистров СССР па делам иаабретеиий и открытий (53) УДК 621.314(088.8) (72) Авторы изобретения

И. С. Гандзюк, В. H. Богачев и П. A. Поте (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДА В УГЛОВОЕ

ПОЛОЖЕНИЕ ВАЛА

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в устройствах вывода информации от управляющих ци фровых вычислительных машин (ЦВМ) в тех случаях, когда ЦВМ управляет поворотом вала какого-либо устройства.

Известно устройство вывода информации от управляющих ЦВМ, в которых для преобразования кода ЦВМ в угол поворота вала управляемого механизма применено промежуточное преобразование кода в комбинацию двух напряжений, прикладываемых к обмоткам приемника индукционной следящей системы, например синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) или сельсина (1). В этом устройстве применяют два линейных преобразователя код-напряжение (ПКН), представляющих собой управляемые сетки сопротивлений.

В другом извесь>ном устройстве применяют два ПКН, представляющих собой трансформаторы с переключаемыми секциями (2).

В известных устройствах с ПКН выдаются напря>кения, пропорциональные тригонометрическим функциям задаваемого угла, выработанные путем линейного преобразования тригонометрических кодов, поступающих от ЦВМ.

Например, для СКВТ вЂ” приемника эти напряжения пропорциональны соответственно функциям синуса и косинуса задаваемого угла.

Использование двух ПКН для управления одним приемником требует большого объема

5 аппаратуры, увеличивает ее вес и стоимость, уменьшает точность и надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для преобразования кода в угловое поло10 жение вала, содержащее регистры управления и тригонометрического кода, выходы которых соответственно подключены к управляющему входу октантного переключателя и цифровому входу линейного ПКН, сервоусилитель, инвер15 торы, источник опорного напряжения и исполнительный механизм (3). В таком устройстве угол поворота выходного вала исполнительного механизма определяется отношением напряжений, поступающих на обмотки

20 аналогового датчика положения через мощные ключевые схемы переключателя и развязывающие усилители, которые снижают надежность устройства и увеличивают его вес и габариты.

25 Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства. Для этого в предлагаемое устройство введен блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом линейного ПКН, а выход через сер30 воусилитель — с одним из входов исполнитель565312 ного механизма, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения. Выходы исполнительного механизма соединены непосредственно и через инверторы с входами октантного переключателя, один из выходов которого соединен с аналоговым входом линейного ПКН, а другой выход — с другим входом блока сравнения. При этом угол поворота вала исполнительного механизма определяется отношением напряжений, снимаемых с обмоток аналогового датчика положения, а инвертирующие усилители (инверторы) и ключевые схемы октантного переключателя участвуют в формировании маломощного сигнала рассогласования индукционной следящей системы, что позволяет отказаться от применения мощных усилителей и ключевых схем и этим повысить надежность устройства, снизить его вес и габариты.

На чертеже приведена структурная схема устройства для преобразования кода в угловое положение вала.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, исполнительный механизм 2, инверторы 3 и 4, регистр управления 5, октантный переключатель 6, регистр тригонометрических кодов 7, преобразователь 8 код-напряжение (ПКН), блок сравнения 9, сервоусилитель 10. Исполнительный механизм содержит аналоговый датчик 11 положения, а октантный переключатель — ключевые схемы 12 — 19.

Источник 1 опорного напряжения соединен с входом исполнительного механизма 2, второй вход которого соединен с выходом сервоусилителя 10. Выходы исполнительного механизма непосредственно и через инверторы соединены с аналоговыми входами октантного переключателя 6, цифровой вход которого подключен к выходу регистра управления 5. Выходы октантного переключателя соединены соответственно с входом блока сравнения 9 и аналоговым входом ПКН 8, цифровой вход которого соединен с регистром 7 тригонометрических кодов, а его выход с вторым входом блока сравнения. Выход последнего подключен к входу сервоусилителя 10. Вход датчика

11 положения индукционной следящей системы соединен с входом исполнительного механизма 2, а его выходы подключены к выходам исполнительного механизма. Входы ключевых схем 12, 13 и 14, 15 соединены с входами октантного переключателя 6, а их выходы попарно соединены с входами ключевых схем

16, 18 и 17, 19, выходы которых подключены к выходам окантного переключателя.

Работа предлагаемого устройства для преобразования кода в угловое положение вала основана на формировании напряжения переменного тока, являющегося мерой рассогласования индукционной следящей системы, которое сводится с помощью исполнительного механизма к нулю.

Устройство работает следующим образом.

С обмоток аналогового датчика 11 положения, в качестве которого может быть применен, например, СКВТ, снимаются напряжения

U>=kU sin n; 72=И/псов а, 5 где k — коэффициент пропорциональности, U — напряжение питания СКВТ, а — угловое положение вала.

Эти напряжения поступают на входы октантного переключателя 6 непосредственно и через инверторы 3 и 4 с коэффициентом усиления, равным — 1, что необходимо для обеспечения работы устройства в диапазоне изменения угла от 0 до 360 .

ЦВМ определяет октант, в котором находится заданный угол ср, и вводит номер этого октанта в регистр 5, который управляет работой октантного переключателя. Номера октантов, соответствующие им значения угла ср и кодов регистра 5 управления приведены в табл. 1.

Таблица 1

Задаваемый угол

25 о э

Код регистра

Номер октанта

001

011

101

111

0 — 45

45 — 90

90 — 135

135 — 180

180 — 225

225 — 270

270 †3

315 †3

4

6

65 с7р — — Й У„(з1п а — cos а tg ср) .

В зависимости от октанта, в котором нахо40 дится угол ср, регистр 5, в соответствии с табл. 2, управляет ключевыми схемами октантного переключателя 6, подключая к анало говому входу ПКН и к первому входу блока сравнения 9 напряжения в нужной фазе.

Одновременно с определением номера октанта ЦВМ вычисляет код, пропорциональный модулю тригонометрической функции тан генса или котангенса заданного угла ср поворота вала и вводит его через регистр 7 тригонометрических кодов в ПКН 8 в соответствии с табл. 2.

Состояние ключевых схем в ПКН определяется кодом регистра 7. Таким образом, напряжение на выходе ПКН пропорционально коду регистра 7.

Блок сравнения 9 осуществляет алгебраическое суммирование двух напряжений, поступающих на его входы, при этом на его выходе появляется напряжение рассогласования

Up следящей системы. Например, для нулевого OKTBHTB Hs11 eHHe Up, как это следует из простых тригонометрических преобразований, равно

565312

Таблица 2

Напряжение, приклаBûâçåì0å к входу

Закрыты ключевые

Вид функции от ЦВМ

Открыты ключевые октанта но табл. 1 блока сравнения схемы схемы

ПКН

15, 15, 14, 15, 14, 12, 13, 14, 19

18

17

19

19

18

18

У2 — У1

У1

У

У2

Ut — U(12, 16, 14, 17, 12, 18, 13, 16, 13, 16, 15, 17, 15, 17, 12, 16, 13, 18, 14, 17

15, 19, 12, 16

13, 16, 15, 19

12, 18, 14, 17

12, 18, 15, 17

14, 19, 13, 16

14, 19, 12, 16

13, 18, 15, 17

У1

У2

У2 — U — У1

У2

У2

У

tg

Ctg;

Ctg

tgu

tg o

Ctg

Ctgq

Таким образом, в О, 3, 4, 7-ом октантах напряжение UI, изменяется пропорционально функции sinа — cos atgcp, а в октантах 1, 2,5, 6 — пропорционально cos cc — sin uctg q . Приведенные выражения равны нулю при а= р+

+ли, где л=180, и — любое целое число.

Напряжение Ui, через сервоусилитель 10 подается на исполнительный механизм 2 следящей системы, которая сводит его к нулевому значению. Таким образом, если а=ф= р, в системе осуществляется изменение углового положения СКВТ (iio цепи обратной связи) до выполнения условия a=a, при этом Ур †вЂ

=О.

Предлагаемое устройство работает с маломощными сигналами (низкое опорное HdIipBжение, малые токи), что позволяет отказаться от применения мощных развязывающих усилителей и ключевых схем и выполнить всю электронную часть его на интегральных схемах. Это существенно повышает надежность устройства и снижает потребляемую им мощность, его .габариты и вес.

Формула изобретения

Устройство для преобразования кода в угловое положение вала, содержащее регистры

25 управления и тригонометрического кода, выходы которых соответственно подключены к управляющему входу октантного переключателя и цифровому входу линейного преобразователя код-напряжение, сервоусилитель, инверторы, источник опорного напряжения и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, в него введен блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом линейного преобразователя код-напряжение, а выход через сервоусилитель с одним из входов исполнительного механизма, дрчгой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходы исполнительного механизма соединены непосредственно и через инверторы с входами октантного переключателя, один из выходов которого соединен с аналоговым входом линейного преобразователя код-напряжение, а другой Bbiход — с другим входом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3134098, кл. 340 — 347, 1966.

2. Патент США ¹ 3662379, кл. 340 — 347, 1971.

3. Авторское свидетельство № 358775, кл.

Н ОЗК 13/02, 18.07.69.

565312

Составитель И. Гандзюк

Техрсд 3. Тараненко

Корректор А. Степанова

Редактор Т. Юрчикова

Типография, пр. Сапупова, 2

Заказ 1652/17 Изд. № 588 Тираж 778 Подппснос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии

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