Многоканальный преобразователь код-угол

 

О П И С А Н И Е (11) 486344

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслуолнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.11.73 (21) 1969035/18-24 (51) М. Кл. G 08с 11/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Ыинистров СССР (23) Приоритет ло делам нзосретеннй Опубликовано 30.09.75. Бюллетень ¹ 36 (53) УДК 681,325(088.8) и открытий

Дата опубликования описания 05.01.76 (72) Автор изобретения

Г. А. Калинин

Харьковский институт радиоэлектроники (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД вЂ” УГОЛ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и, в частности, может быть использовано в системах связи выхода ЦВМ с группой исполнительных двигателей в качестве преобразователя кода в аналоговый сигнал, соответствующий определенному углу поворота вала исполнительного двигателя.

Известны преобразователи код — угол,,построенные,по типу:цифровых следящих систем, содержащие двигатель непрерывного действия, на валу которого смонтирован тахогенератор, шифратор углового, положения вала двигателя, устройство улравления двигателем, электронную схему обратной связи, сумматор двоичных кодов, преобразователи код — на.пряжение, кодопреобразователи.

Эти устройства обеспечивают преобразование кодов в углы поворота вала двигателя не,прерывного действия .при точности преобразования, которая соответствует эквивалентному ,представлению угла в код, имеющий 10 — 14 и более двоичных разрядов.

Известные преобразователи код — угол на основе цифровых следящих систем являются сложными дорогостоящими устройствами, что определяется в основном такими узлами, как сумматор двоичных кодов и устройство улравления двигателем. В реальных управляющих комплексах число исполнительных двигателей изменяется от нескольких единиц до нескольких десятков. Это приводит,к тому, что при использовании обычных многоканальных преобразователей код — угол выходная аппаратура состоит из V независимых одна от другой цифровых следящих систем, каждая из которых связана только с одним двигателем (V— число двигателей) . Такое построение выходного устройства ЦВМ делает его сложным, гро10 моздким и доротостоящнм.

Кроме того, известные многоканальные системы недостаточно надежны, так как лри выходе из строя какой-либо цифровой следящей системы да нный канал оказывается неработоI5 способным.

Предложенный преобразователь отличается тем, что в него введены буферное запоминающее устройство, вентали числа и адреса, дешифраторы каналов элементы «ИЛИ вЂ” HE», 20 коммуTBTopbl каналов, комм утатоpbl IIM II) ëьсов, коммутаторы тахометрической обратной связи и ипверторы. Выходы буферного запоминающего устройства через магистральные вентили числа и магистральные вентили адрс25 са соединены соответственно с сумматорами кодов и дешифраторамп каналов, регистры преобразователей код — напряжение каждого канала — с логическими элементами «ИЛИ—

НЕ», а выходы послед1шх — с входами уст30 ройства управления и с управляющими вхо486344 дами магистральных вентилей числа и адреса того же канала. Выходы усилителей через коммутаторы каналов связаны с двигателями, выходы шифраторов углового положения через коммутаторы импульсов — с входами кодопреобразователей, выходы дешифраторов данного канала — с входами коммутаторов каналов, коммутаторов импульсов и коммутаторов тахометрической обратной связи. Выходы тахогенераторов,подключены к входам коммутаторов тахометрической обратной связи, выходы последних — к входам схем обратной связи, выход элементов «ИЛИ вЂ” HE» каждого предыдущего, канала через инвертор — к управляющим входам магистральных вентилей числа и адреса каждого последующего .канала.

Это позволяет упростить устройство и,повысить его надежность. В,предложенном устройстве несколько, параллельно работающих цифровых следящих систем, количество их ме ньше числа исполнительных двигателей, оно преобразует коды, относящиеся к всему множеству исполнительных двигателей.

На чертеже представлена схема преобразователя код — гол.

Он содержит двигатели 1 непрерывного действия, на одном валу с которыми смонтированы тахогенераторы 2, устройство 3 управления, буферное запоминающее устройство 4, вентили числа 5, и адреса 6, сумматор 7 двоичных кодов, преобразователь 8 код — напряжение, регистр 9, усилитель 10, коммутатор

11 ка налов, дешифратор 12 каналов, коммутатор 13 тахометрической обратной свяиз, схему 14 обратной связи, шифратор 15 углового ,положения вала двигателя, коммутатор 16 импульсов, кодопреобразователь 17, элемент

«ИЛИ вЂ” НЕ» 18, инвертор 19.

Перед началом работы все регистры буферного запоминающего устройства 4, а также управляющие регистры дешифратора 12, регистры сумматора 7, преобразователей 8 код— напряжение сброшены в «О». В этом состоянии дешифратор 12, все ключи коммутаторов

11, 13 и i16 разомкнуты, и ни один двигатель не включен в следующую систему.

С выхода элемента «ИЛИ вЂ” HE»»a входы .магистральных вентилей 5 н G,ïîñòóïàoò разрешающий потенциал (логическая «1»).

Это свидетельствует о том, что оое цифровые следящие системы свободны or ïðåoáðàзования. Однако с целью упорядочения процесса многоканального преобразования в предложенном, преобразователе осуществлен такой порядок работы, когда при наличии неакольких свободных следящих систем управляющий код поступает на ту из них, которая имеет меньший порядковый номер. Это достигается тем, что любая незанятая следящая система с меньшим порядковым номером блокирует все последующие свободные системы с большими порядковыми номерами. Например, на чертеже разрешающий потенциал на выходе элемента «ИЛИ вЂ” HE» после прохожде5

1О

25 зо

:О

65 ния через инвертор 19 блокируют вентили 5 и

6 второго канала.

Пусть теперь в некоторый момент времени с выхода ЦВМ подается кодограмма, содежащая код числа, подлежащий преобразованию, и код адреса исполнительного i-го двигателя, которому адресован управляющий код числа.

Продвигаемая импульсами из устройства 3 кодограмма беспрепятственно проходит все ячейки устройства 4 и,после считывания из последнего регистра этого устройства поступает в вентили, причем код числа, попадает в магистральные вентили 5, а код адреса — в вентили 6.

Проходя через открытые вентили 5 и 6 первого канала, код числа записывается в регистре сумматора 7, а код адреса — в регистре дешифратора 12 первого канала. Управляющий сигнал с выхода дешифратора открывает те ключи коммутаторов 11, 13 и 16, которые обеспечивают включение выбранного i-го двигателя в цифровую следящую систему и подачу напряжения гибкой обратной связи на корректирующий вход усилителя 10.

Информация о текущем положении вала

i-го двигателя считывается с помощью шифратора 15,положения в в иде специального кода (кода Грея, кода Баркера и т. д.), который ,после прохождения через коммутатор 16 им,пульсов и преобразования в кодопреобразователе 17 в обычный двоичный код поступает на вычитающий вход сумматора 7. С выхода сумматора код разности, представляющий собой статическую, погрешность рассогласования цифровых следящих систем, записывается в параллельной форме в регистре 9. Налич ие двоичной единицы хотя бы в одном разряде регистра приводит,к появлению запрещающего сигнала (логический «О») на выходе схеме

«ИЛИ вЂ” HE» 18. В результате магистральные вентили 5 и 6 .первого канала закрываются, а магистральные вентили 5 и 6 второго ка нала открываются, так как на выходе инвертора 19 теперь действует разрешающий сигнал (логическая «1»). Таким образом, второй канал (вторая следящая система) тотов к преобразованию следующей кодовой команды.

Одновременно код разности с выхода регистра 9 с помощью преобразователя 8,преобразуется в пропорциональное напряжение, которое,после усиления усилителем 10 и,прохождения через открытые ключи коммутатора ll подается па управляющую обмотку i-го двигателя. Последний приводится во вращение таким образом, что код рассогласования в регистре 9 начинает уменьшаться до нуля.

Для получения оптимальной переходной характеристики (без:перерегулирования) использована гибкая обратная связь. Напряжение с выхода тахогенератора 2 через открытые ключи .коммутатора 13 поступает на схему 14 обратной связи. Последняя преобразует напряжение переменного тока с выхода тахогенератора в сигнал соответствующей физиче-. ской природы (ток, напряжение) для подачи

486344

5 на корректирующий вход усилителя 10. В схеме обратной связи осуществляется также установка такой глубины обратной связи, которая обеспечивает оптимальный, переходный процесс цифровой следящей системе (без перерегул ирования) .

Признаком окончания:преобразования является появление двоичного нуля во всех разрядах управляющего регистра 9, что свидетельствует о том, что статическая ошибка рас- If! согласования равна нулю, i-й двигатель остановился, и преобразование кода в угол поворота вала i-ro двигателя закончилось.

Сигнал окончания преобразования в виде напряжения с выхода элемента «ИЛИ вЂ” НЕ» 15 поступает в устройство управления,,которое устанавливает в «О» регистры дешифратора

12, сумматора 7 и управляющего регистра 9.

В результате этого двигатель выключается из следящей системы, и,положение его вала со- 23 храняется неизменным вплоть до следующего преобразования.

Одновременно сигнал с выхода элемента

«ИЛИ вЂ” НЕ» разблокировывает входные магистральные вентили 5 и б первого канала, что дает .возможность устройству 3 направить в следующем такте очередную команду для преобразования в этот канал.

Если в тот момент, когда, первый канал за нят преобразованием, а второй канал свобо- 3О ден, приходит новая кодограмма из ЦВМ, то она через открытые магистральные вентили поступает для преобразования во второй канал (вторую следящую систему). Сам,процесс цифро-аналогового преобразования в этом 35 случае не отличается от того, который описан для первой следящей системы, разница лишь в том, что в .цифровую следящую систему включается, новый двигатель и в преобразовании участвуют блоки, относящиеся .к вто- О рому каналу.

В случае, когда преобразованием заняты оба канала, элементы «ИЛИ вЂ” HE»,блокируют входные магистральные вентили и подают за- 45 прещающие оигналы (логический «О») на устройство управления. Последнее предотвращает считывание информации из буферного запоминающего устройства, в котором теперь накапливается очередь из кодограмм, заставших 5О оба канала занятыми.

При появлении разрешающего сигнала с элемента «ИЛИ вЂ” НЕ» устройство управления посылает первую в очереди кодограмму для отработки в свободный канал через открытые 55 магистральные вентили 5 и б этого канала.

Предложенны ймHîãoêàíàëьный преобразователь код — угол экономичен, так .как,в нем используются узлы и блоки, общие некоторому множеству исполнительных двигателей, и обладает высокой надежностью. Выход из строя какой-нибудь следящей системы не приводит к неработоспособности двигателя, вслед ствие тото, что оставшиеся следящие системы имеют доступ ко всему множеству исполнительных двигателей и обеспечивают нормальное функционирование выходного устройства.

Предмет изобретения

Многоканальный преобразователь код— угол, содержащий двигатели с тахогенераторами, устройство управления, сумматоры кодов, выходы которых через регистры сявзаны с входами .преобразователей код — напряжение, которые связаны с усилителями, шифраторы угловых положений, соединенны с валом двигателей, схемы обратной связи, соединенные с корректирующими входами уоилителей, кодопреобразователи, подключенные к вычитающим входам сумматоров, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в него введены буферное запоминающее устройство, вентили числа и адреса, дешифраторы каналов, элементы «ИЛИ вЂ” НЕ», коммутаторы каналов, коммутаторы импульсов, коммутаторы тахометрической обратной связи и инверторы,,причем выходы буферного запоминающего устройства через магистральные вентили числа и матистральныс в нтили адреса связаны соответственно с сумматорами кодов и дешифраторами каналов, регистры прсобразователей код — напряжение каждого канала соединены с элементами «ИЛИ вЂ” HE», выходы которых соединены с входами устройства упра,вления и с управляющими входами вентилей числа и адреса; BIIxoibf усилителей через коммутаторы каналов связаны с дви" àòeëÿxfff; выходы шифраторов углового положения через коммутаторы импульсов соедиисны с входами кодопреобразователей; выходы дешифраторов каждог Оканаза соединены с входами коммутаторов каналов, коммутаторов импульсов I! коммутаторов тахометрической обратной связи; выходы тахогенераворов соединены с входами коммутагоров тахометрической обратной связи, выходы которых связаны с входами схем обратной связи; ьыход 3;Icмснтов

«ИЛИ вЂ” HE» каждого предыдущего канала через инвертор связан с управляющими,Входам и BeIITIfлей числа 1 Q.fресз каждого IIQследующего канала

486344

0m деиидатРо

Флорого î îïg

Огп дЕшифрап7оро пгроого каиапо

Составитель И. Назаркина

Редактор И. Грузова Техред Т. Миронова Корректор В. Брыксина

Тнпо рафня, пр. Сапунова, 2

Заказ 3208/17 Изд. № 1832 Тираж б79 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4, 5