Тригонометрический функциональный преобразователь

 

1. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий вращакнцийся трансформатор, ротор которого механически соединен с входным валом, коммутатор, три группы информационных входов которого соединены соответственно со статорной, синусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, группа управляющих входовподключена к соответствующим выходам блока задания вида функции, первый выход коммутатора через первый выпрямитель соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом преобразователя , второй выход коммутатора соединен с входом второго выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, преобразователь содержит блок выбора участка аппроксимации , сумматор и переключатель,при этом выходы первого и второго вьшрямителей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами/ сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствующими входами изменения весовых коэффициентов сумматора,, выход сумматора и выход второго выпрямителя через переключатель соединены с вторым (Л входом блока деления. 2, Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что блок выбора участка аппроксимации содер§ жит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации, при этом первые входы компараторов объединены и под-, со ключены к первому входу блока, второй X) вход которого соединен с входами деэ х лителей напряжения, выход каждого из которых соединен с вторым входом соот ветствующего компаратора, выходы ком параторйв являются выходами блока.

В И4П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (06 G 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3639878/24-24 (22) 01. 09. 83 (46) 07. 11.84. Бюл. й- 41 (72) В.Б. Ибрагимов (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения

Института геологии АН Азербайджанской

ССР (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, Ф 309372, кл. Ч 06 7/22, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР 674044, кл. С1 06 g 7/22, 1977 (прототип). (54)(57) 1. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий вращающийся трансформатор, ротор которого механически соединен с входным валом, коммутатор, три группы информационных входов которого соединены соответственно со статорной, синусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, группа управляющих входов подключена к соот-ветствующим выходам блока задания вида функции, первый выход коммутатора через первый выпрямитель соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом преобразователя, второй выход коммутатора соединен с входом второго выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, преобразователь содержит блок выбора участка аппроксимации, сумматор и переключатель,„при этом выходы первого и второго выпрямителей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствующими входами изменения весовых коэффициентов сумматора,. выход сумматора и выход второго выпрямителя че- g рез переключатель соединены с вторым входом блока деления.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок выбора участка аппроксимации содер- Я жит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации, при этом первые входы компараторов объединены и под-. ключены к первому входу блока, второй вход которого соединен с входами делителей напряжения, выход каждого иэ которых соединен с вторым входом соот ,ветствующего компаратора, выходы компараторбв являются выходами блока.

1123037

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для получения линейной и тригонометрических функций угла поворота вала, механически связанного с ротором вращающегося трансформатора.

Известно устройство, содержащее вращающийся трансформатор, ротор которого механически соединен с вход- 10 ным налом, два выпрямителя, блок умножения и операционный усилитель, вход которого подключен к выходам второго выпрямителя и блока умножения, а выход — к первому входу блока умножения15 и к выходу устройства, входы первогб и второго выпрямителей соединены с синусной и статорной обмотками вращающегося трансформатора, а выход первого выпрямителя — с вторым вхо- 20 дом блока умножения f1) .

Недостатком данного устройства является ограниченность его функциональных возмбжностей, так как оно воспроизводит только косекансную функ- 25 циональную зависимость.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее вращающийся трансформатор, ротор которого механически 30 соединен с входным валом, коммутатор, три группы информациойных входов которого соединены соответственно со статорной синусной и косинусной обмо гками вращающегося трансформатора, 35 группа управляющих входов подключена к соответствующим выходам блока задания вида функции, а выходы соединены с входами первого и второго выпрямителей, и блок деления, входы которого подключены к выходам первого и второго выпрямителя $2) .

Однако известное устройство не может быть использовано для получения линейной функции угла поворота вала, 45 часто встречающейся на практике,что ограничивает класс воспроизводимых им функций.

Цель изобретения — расширение клас са воспроизводимых функций. 50

Цель достигается тем, что тригонометрический функциональный преобразователь, содержащий вращающийся трансформатор, ротор которого механически соединен с входным валом, 55 коммутатор, три группы информационных входов которого соединены соответственно со статорной, сннусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, группа управляющих входов подключена,к соответствующим выходам блока задания вида функции, первый выход коммутатора через первый выпрямитель соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом преобразователя, второй выход коммутатора соединен с входом второго выпрямителя, содержит блок выбора участка аппроксимации, сумматор и переключатель, при этом выходы первого и второго выпрямнтелей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствующими входами изменения весовых коэффициентов сумматора, выход сумматора и выход второго выпрямителя через переключатель соединены с вторым входом блока деления.

Блок выбора участка аппроксимации содержит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации, при этом первые входы компараторов объединены и подключены к первому входу блока, второй вход которого соединен с входами делителей напряжения, выход каждого иэ которых соединен с вторым входом соответствующего компаратора, выходы компараторов являются выходами блока.

На фиг. 1 представлена схема функционального преобразователя, на фиг. 2 — возможные варианты выполнения блока выбора участка аппроксимации и сумматора.

Преобразователь содержит вращающийся трансформатор 1, коммутатор

2, блок 3 задания вида функции, выпрямители 4 и 5, блок 6 деления, переключатель 7, блок 8 выбора участка аппрокСимации, сумматор 9, ключи 10, 1 делители 11 и 12 напряжения, компараторы 13 и 14. Сумматор содержит

{фиг. 2) операционный усилитель 15, масштабирующие резисторы 16 — 22, ключи 23 — 26.

Преобразователь работает следующим образом.

Режим воспроизведения тригонометрических функций.

В этом режиме переключатель устанавливается в положение 1, при котором ко второму .входу блока подклю1123037 чено напряжение с выхода выпрямителя 4

Напряжения статорной (И ), синусной (Б, ), и косинусной (U< обмоток подаются на коммутатор 2, управляемый сигналами с выходов блока 3.

В зависимости от вида воспроизводимой тригометрической функции блок 3 устанавливает определенную пару ключей

10 коммутатора 2 в замкнутое положе- 10 ние, при этом к входам выпрямителей

4 и 5 подключаются в определенной комбинации два напряжения из трех, После выпрямления эти напряжения поступают на входы блока 6 деления.

В результате на выходе блока формируются шесть прямых тригонометрических функций угла поворота входного вала.

Режим воспроизведения линейной функции угла поворота вала. 20

В этом режиме переключатель 7 подключает выход сумматора 9 к выходу блока 6 деления. Сигналом с соответствующего выхода блока 3 в замкнутое положение устанавливаетсяйара ключей 25

10 коммутатора 2, при этом напряжения на выходах выпрямителей 4 и 5 пропорциональны косинусу и синусу угла соответственно. Этн напряжения подаются на входы блока 8 и сумматора 9.

Линейная функция угла поворота 6 аппроксимируется выражением

Чтобы погрешность аппроксимации не превышала заданной величины, весь диапазон. изменения 9 разбивается на несколько (на чертеже — три) участ- 40 ков, каждому из которых соответствуют свои значения коэффициентов 0 и Ь, рассчитанные методом наименьших квадратов иэ условия наилучшего приближения аппроксимирующего выражения к 45 линейному: а=О, 1665, в=0,8529 (О 8 4 2 3 )

a=0,2862; в= 0,80008 °;23,3< 8 < 35,2 ) а=О, 3707 в=О, 7411 (35 2 8 45о ) Участок аппроксимации выбирается блоком 8 по результатам сравнения синусного и косинусного напряжений.

При этом косинусное напряжение масштабировано с помощью делителей 11 и .12, коэффициенты которых выбираются, исходя из координат участков аппроксимации. Так для узловой точки 8 о

= 23,3 коэффициент соответствующего делителя равен 0,4307, а для

8 = 35,2 — 0,70.

Сработавший компаратор устанавливает в замкнутое положение определенные ключи на входе и в цепи обратной связи операционного усилителя 15, входящего в состав сумматора 9. Тем самым дискретно изменяется коэффициент усиления указанного усилителя по обоим его входам. Значения сопротивлений резисторов, включаемых в соответствующие цепи операционного усилителя при замыкании указанных клю. чей, выбирается таким образом, чтобы в каждом диапазоне аппроксимации обес печить требуемые коэффициенты и и Ь .

В результате на выходе блока 6 деле-. ния появляется напряжение, изменяющееся приблизительно по линейному за кону. о

Во втором октанте (45-90 ) также возможно получение линейной функции угла поворота, для этого достаточно установить в замкйутое положение пару ключей 11а коммутатора 2, при этом синусное и косинусное напряжения меняются местами. уменьшение погрешности воспроизведения линейной функции связано с увеличением числа )1 участков аппроксимации. Это усложняет конструкцию блоков 8 и 9. В общем случае, в со- став блока 8 должны входить (И -1) компараторов и столько же делителей напряжения.

Расширение класса воспроизводимых функций при простоте переналадки и управления работой устройства опреде-, ляют технико-экономический эффект использования изобретения.

1123037

Рык цое и;

Фиг.2

Составитель Г. Осипов

Техред T.Ìàòî÷êà

Редактор Н. Данкулич

Корректор О, Тигор

Заказ 8141/40 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4