Устройство для формирования аналогового сигнала рассогласования в цифровом следящем приводе

 

О П И С А Н И Е () 4pp4pg

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04.74 (21) 2010754/18-24 (51) M. 1 л с присоединением заявки № = (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.09.75 Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 26.О1.76

05ь 1/01

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР

Il0 делам изобретений н открытий (SS) УДК 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. П. Гараев, Б. А. Сарычев и B. Ф. Руденко (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО

СИГНАЛА РАССОГЛАСОВАНИЯ

В ЦИФРОВОМ СЛ1:ДЯГЦЕМ ПРИВОДЕ

Изобретение относится к преобразованию сигналов и может быть использовано в цифровых следящих приводах для формирования аналогового напряжения, пропорционального рассогласованию выходной и входной координат.

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие датчик обратной связи привода, например синусно-косинусный вращающийся трансформатор. 10

В известных устройствах динамическая точность работы устройства ограничена наличием запаздывания, которое принципиально не может быть меньше половины периода обмена информацией между UBM и прсе 15 образователем код-напряжение.

Цель изобретения — повышение точности и помехоустойчивости в работе устройства.

Для этого устройство содержит потенциометр с ГГ выходами, крайние выводы 20 которого соединены с двумя выходами датчика обратной связи, блок управления на выходе устройства, 2 1l ключей, соединенных с резисторами, два масштабных усилителя, ннвертор, подключенный к выходу первого 25 масштабного усилителя, вычитаюший усилитель, входы которо! о связаны с инвертором и вторым масштабным усилителем, блок умножения, первый вход которого соедиш и с выходом вычитающего усилителя, а второй — с выходом младших разрядов блока уцр<и пения и суммирующий усилитель, входы ко-торого подключены к выходу пнвертора и блока умножения, причем входы каждого масштабного усилителя через П. рези« l u— ров и ключей связаны с П; выходами потенциометра, а управляюгцие входы ключей соединены с соответствующими выход,гми старших разрядов блока управления.

На чертеже приведена блок.-.хема у«трои ства для формирования аналогового сигнал l рассогласования в цифровом следящем приводе.

Устройство содержит датчик 1 обрач ной связи привода, потенцпометр 2 с П, выходами, блок 3 управления, упри ляемые ключи 4, масштабные усилители 5 н 6, llll - вецтор 7, вычитающий усилитель 8, блок 1 1 умножения и суммирующий усили и ль 10.

Датчик 1 обратной связи привода, механически связанный с осью исполнительного механизма, может быть реализован на любом известном физическом принципе действия и должен вырабатывать два амплитудо-моду- лированных напряжения U и 0,. сдви1 нутых друг относительно друга на постоянный угол 6 . Если в качестве датчика

1 использован СКВТ, то напряжения U1 И !

О будут иметь вид:

u, = u0,Ä Sia a Si. t

U2=U„ö„„Si<(+ 0 ) !П !ц =Ц,К S <<<

5 где:

20. — величина сопротивления участка

XI, потенциометра 2, заключенного между точкой подключения напряI жения U и - выходом;

t — величина общего сопротивления

0 потенциометра 2.

Нодставив в уравнение 1 вместо

lJ, их значения, получим:

U =fy Б!и й+Ъ,„(cosa-Si!!e)X,3 ЯспйЛ=

= А (а ) Siri ы(45

Где: Д (Я)- амплитуда напряжения на / — у1 выходе.

Из уравнения 2 получить зависимость между коэффициентом X L-щ выхода потенциометра 2 и выходной координатой Я „50 удовлетворяющую условию равенства нулю

«мплитуды A (! ) .!

s cosa 1 р(!)

@и сф (3) С0$ Я . . F(aj=

5 9 ц

I 60

0 2 — угол поворота вала исполнительного механизма (выходная координата).

Напряжения U и 0 датчика 1

1 2

ылгебраически суммируются на линейном иотепциометре 2, имеющем tL выходов.

Величина напряжения íà C-È выходе потенциометра 2 относительно земляной точки схемы определяется выражением:

25 Р "1 (К-" ) (1)

R),„ где: X = — коэффициент, определяю(» 0 щий положение С--f0 выхода потенцио— метра 2; 30 (в общем случае P(0) может быть: д o? й)- Л (а) так как функции С0я ф ы Qg g являются монотонными, то функция F(g) является однозначной, т. е. каждому коэффициенту

К, определяющему положение l-r0 выхода потенциометра 2, соответствует одно строго определенное положение выходной координаты Я, при котором амплитуда напряжения íà i,-и выходе потенцио метра 2 обращается в нуль. При любом отклонении выходной координаты от этого положения напряжение на !-q выходе потенциометра 2 будет изменяться как по амплитуде, так и по знаку и может быть использовано как аналоговый сигнал рассогласования относительно заданного значения выходной координаты 3 „

Для упрощения схемы количество выходов потенциометра 2 взято равным: !! = g+g

0 где: = Я Q -количество используемых ! старших разрядов входного кода.

Формирование сигнала рассогласования, позволяющего устанавливать исполнительпь и механизм в положения, которым соответствуют значения Х

R x находя<о щиеся между соседними выходами нотенциометра 2, осуществляется с помощью усили— телей 7, 8, 10 и блока 9 умножения, у рывляемого младшими разрядами коды.

Ф ормирование сигнала рассогласования предлагаемым устройством происходит следующимм обр а зом.

Выходы потенциометры 2 через управля— емые ключи 4 соединяются со вход» ми масштабных усилителей 5 и 6. Входной код поступает на блок 3 управления, кото— рый в соответствии с состоянием старших разрядов кода вырабатывает сигналы управления ключами 4, а в соответствии с состоянием младших разрядов — сигналы управления блоком 9 умножения. Каждому состоянию старших разрядов код» соответствует подключение посредством ключей 4 кыких †ли двух соседних выходов потенцио— метра 2 на входы масштабных усилителей

5 и 6, причем напряжение каждого выходы потенциометра 2 передается на выход усилителей 5 и 6 со своим масштабным коэффи-. циентом. На усилителе 8 осуществляется получение разности выходных напряжений масштабных усилителей 5 и 6, а в блоке

9 умножения эта разность умножается ны коэффициент, пропорциональный состоянию младших разрядов кода. Выходное н»пряжение блока 9 суммируется на усилителе

0 с выходным напряжением инверторы 7

489 4О9 и на выходе усилителя 10 получается на пряжение, представляющее аналоговый сигнал рассогласования, который может быть использован для управления положением исполнительного механизма привода.

Результат отработки приводом сигнала рассогласования не зависит от формы и стабильности выходных напряжений датчика 1, поскольку из уравнения 3 известно, что коэффициент Х <, определяющий положение и -го выхода потенциометра 2, а следовательно и д е угловое положение выходной оси привода, определяется не абсолютными значениями функций Al (a ) и А (Ц + g O ), а их отношением.!

1редмет изобретения

Устройство для формирования аналогового сигнала рассогласования в цифровом следящем приводе, содержащее датчик обратной связи привода, например синусно-косинусный вращающийся трансформатор, о т л ui чаю шеес я тем, что, сижу,m»u»iищения точности. и помехоустойчивости р,louты устройства, оно содержит иотенциоцтр с В . выходами, крайние выводы которогu

5 соединены с двумя выходами датчик» обрии— ной связи, блок управления на выходе устройства, 2 11, ключей, соединенных с р»вЂ” зисторами, два масштабных усилителя, инвертор, подключенный к выходу первого

19 масштабного усилителя, вычитаюший усилитель, входы которого связаны с инверторол и вторым масштабным усилителем, блок ул1-ножения, первый вход которого соединен с выходом вычитающего усилителя, а второй

15 — с выходом младших разрядов блок» у«раиления и суммирующий усилитель, входы которого подключены к выходу иниертор,i и блока умножения, причем входы каждо о масштабного усилителя ч <роз . И, резин:то20 ров и ключей связаны с,.11, выход»ми «ив тенциометра, а управляющие входы ключ»й соединены с соответствующими выход:.ми старших разрядов блока управления.

485409

Заказ фЯ,Я

Изд. № !ф ./ Tирaиг 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 1l3035, Раушская наб., 4

Г1редириятие сПатент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Составитель

Г.Романченко

Редактор А.Морозова 1 екред т < Корректор Л,Орлова

Т.Курил ко