Преобразователь код-угол
(11) 595758
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Gaea Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.07.75 (21) 2150112/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 24.03.78 (51) М. Кл.з G 08С llj00
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 681.325(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
Н. П, Дорошенко, Е. А. Семенов и С. А. Чумаков (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД вЂ” УГОЛ
4> aIC SiII
Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в устройствах управления, регулирования и контроля с помощью управляющих цифровых вычислительных машин (УЦВМ), в частности, в авиационных тренажерах и моделирующих стендах.
Известны преобразователи код — угол, используемые в устройствах управления и контроля с помощью управляющих цифровых вычислительных машин (11.
Наиболее близким техническим решением является преобразователь код — угол, содержащий преобразователь код — напряжение, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора квадрантов, входы коммутатора квадрантов подключены к выходам синусно-косинусного вращающегося трансформатора грубого отсчета, ротор которого кинематически соединен с ротором электродвигателя, вход которого соединен с выходом усилителя, обмотка возбуждения электродвигателя объединена с входной обмоткой синусно-косинусного вращающегося трансформатора и с входными обмотками фазоинвертора и подключены к источнику. питания, выходы фазоинвертора подключены к опорным входам преобразователя код — напряжение.
Однозначность отработки решаемого в
УЦВМ угла, обеспечивается однозначностью выполнения условия устойчивости следящей системы, при котором сумма задающего напряжения, поступающсго от ПКН, и напряжения обратной связи, поступающего от СКВТ через коммутатор квадрантов, на выходе схемы сравнения становится минимальной.
Однако, точность отработки выходного параметра в указанном преобразователе кол— угол ограничена его разрешающей способностью, которая может быть записана: где n — число разрядов управляющего кода, >2 — 3 — разрядность преобразователя код-напряжениее.
20 Из формулы следует, что повысить то ность отраоотки выходного параметра преобразователя код — угол можно путем повышения числа разрядов и управляющего кода, и соответственно разрядности преобразователя кол — -ня25 пряже I»e ПКН. Но IID I o iIbI ты прсобразователя K03, — угол положено сравнение сигналов ПКН и СКВТ синусно-косинусного трансформатора обратной связи, то повышение разрядности ПКН не прп30 водит к повышению точности работы пре3 образоватсля код-угол ограниченной точности реального С1(Т обратной связи, В то жс время ь ряде случаев точность обработки угловых параметров преобразователем код-угол оказывается недостаточной (2J.
Целью изобретения является повышение точности преобразователя код — угол без повышения разрядности l(H.
Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код в угол введены коммуТаТор каналов, нуль-орган, дополн1ггельныс преобразователь код †напряжен, блок сравнения и коммутатор квадрантов, редуктор и сипусно-косинусный вращающийся трансформатор точпогo отсчета, который кинематически соединен с электродвигателем непосредстI3eII»o» через редуктор с синусно-косинусным вр;1ща1ощимся трансформатором грубого отсчета, выход дополнительного преобразователя код — напряжение соединен с первым входом дополнительного блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом дополнительного блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом дополнител ного коммутатора квадрантов, входы которого соед)гнс:III с выходами синусно-кос1)нусного вращапощегoc51 трансформатора точного отсчета, выход нуль-органа соединен с первым входом коdìóTàòoða каналов, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходамп блоков сравнения, выход коммутатора ",a1I2лов соединен со входом усилителя, выход основного блока сравненklsl соединен со вхо,0:.I пуль-органа, опорныс входы дополнительного преобразоьателя код — напряжение соединены с выходами фазо1швертора, входная обмотка синусно-косинусногo вращающегося трансформатора точного отсчета подключена к источнику питания.
На чертеже приведена функциональная. схема преобразователя код — угол, который содержит: блок 1 сравнения, преобразователь 2 код — напря)кение, кох1мугаiop 3 квадрантов, синусно-косинусньш вращающийся транпрорматор 4 (СКВТ) грубого отсчета, дополнительный блок 5 сравнения, дополнительный преобразователь б код — напря)кение (П1(Н), дополнителы1ы51 коммутатор 7 квадр антон, синусно-коспнусный враща1ощийся трансформатор 8 (C1(BT) точного отсчета, электродв1:— гатель 9, усилитель 10, источником опорного напряжения является фазоинвсртор 11, коммутатор 12 каналов с нуль-органом 13 являются общимп для обоих каналов. Роторы
С1(ВТ 4 и С1(ВТ 8 сзязаны между собой чсрез редуктор 14. Выходной вал пепосредс1вснпо связан с ротором СКВТ 4.
При больших рассогласованиях между задаваемым кодом и фактическим значением выходного параметра преобразователь работает по грубому каналу, В пределах од:1ого квадранта значение выходного параметра и задсlется ($23051 и 2мплитудой напря:кения
1.1з1, которое формируется в преобразователе 2 из опорного напряжения, поступающего от
2)0
45 б 1
5 )
60 фазоинвертора 11. Управление раоотой преобразователя код — на.пряжснпс 2 осуществляется 3 — 7 разрядамп код;1, 3.1ачс11пс которь)х определяет фазу и величину амплитуды задаюгцего напря)кения U4 . С вь.хода преобразователя 2 напряжение U3 поступает на первый вход блока сравнения 1, где сравнивается по фазе и амплитуде с напряжением обратной связи, поступа1ощим с одной из двух выходных обмоток СКТ 4 через коммутатор 3 квадрантов на второй вход блока сравнения
1. Выбор номера выходной обмотки СКВТ 4::. направления подключения сс вы.зодов к входу Oлока сравнения осуществляе) ся коммутатором 3 квадрантов, управляемым старшими (1-" и 2" ) разрядами кода, определяющими помер квадранта, в пределах ко:о1рого находится решаемый з уп;.)авлясмой ЦВМ угловой параметр. Фаза (О или 180 ) и амплитуда напряжения U„l определяются пространственной ориентацией, выбра.1ной выходной обмотки СКТ 4 относительно элсктрОмагнитногo пол51, Создаваемого токОм, ripoTCI(210!Цим ВО входной обмотке CKT 4.
В результате сравнения напряжс1п1й U>I и
К„i на выходе блока сравне:и появляется
i:ап1»1 krci)krc Paccoi laco132HII5I Ь1,„пРопоРц»o:Ia;II kIoc разности сра1зниваемых напряжений.
Так как фаза и амплитуда:1апря)ке:-1ия Ua1 определяют задаваемое кодом:ыачеиис выходного параметра в .пределах квадранта, а фаза и амплriTyra iallp5151 Прп достижении напри)ксппсм Ur,1 порога срабатывания нуль-органа 13 последний форcIll II aJI уllp;1 леии51 к0.,1:муTBTc)pa 12 капалоз, который Iicpcilл)01аст вход ic;I. rricля 10 к выходу блока сравнения ) и таким образом преобразователь начинает отраоатывать выходной парам гр llo то ному каналу. Взаимодсйстзи» устройст:; Toчного капа 12 такое жс, 1 ак ll у грубого капал;1 lr))000pa30132тсл 51. Taê K2II для 1прав.1спия прсооразоваlслсм по грубому каналу используется семь разрядов (1-" — 7-") кода, то к моменту гереклю1с:1. и ва точный 1 211 л выходной, арам ."р буд т отработан с то 1ность10 до -" г = — — -"48 40 — — ЗУУ -о Вращающийся Ipakicg>o;uraTO,.) C l(ВТ 8 точного канала соединен с вы. одным валом через редуктор 14 с передаточным отношением 32: 1, поэтому фаза и вели пша амплитуды 595758 напряжения обратной связи У«z снимаемого одной из двух выходных обмоток СКТ 8 и подаваемого через коммутатор 7 квадрантов на второй вход блока сравнения 5, в момент переключения на точный канал будут соответ- 5 ствовать углу рассогласования Ля, = 2>48 45")(32 = 90=.,> 360 1 ь!и (—. — ! Асс =. аГС В!П <„,сз> где (n — К вЂ” 3) — число разрядов преоб1азова1 с. ;151 напря21сени5! — — !<од тОчнОГО канала. Таким образом, в предлагаемом преобразователе код †уг число разрядов управляю.щего кода увеличено ia К разрядов, а разрядность преобразователя код — напряжен!!с 55 осталась прежней. В приведенном примере преобразователя код- угол используется редуктор с передаточным числом i=32 (К=5), и получена разрешающая способность: 360 1 $1п 2ü 2ç Л = arCSiI1 1 О24) = 2rc sin — 9". 65 Угловое положение выходного вала преобразователя при работе точного канала задается 10 в пределах одного квадранта точного отсчета фазой (О или 180 ) и амплитудой напряжения U„, которое формируется в преобразователе код-напряжение 6 из опорного напряжения. Управление работой преобразователя 6 15 осуществляется 8р — 17р разрядами кода, значение которых опр деляет фазу и величину амплитуды задаюп.;его напряжения U1q. Выбор номера выходной обмотки и направления подключения се выводов к Входу блока срав- "0 пения 5 осуществляется коммутатором 7 квадрантов, управляемь:м 6р и 7р разрядами кода. 1-1апряжсние U32 поступает на первый вход блока сравнения 5, где сравнивается по фазе и амплитуде с напряжением Uoc Ha- 25 пряженис рассогласования Up>, пропорциональное разности напряжений U«2 и U >, через коммутатор 12 каналов подается на вход усилителя 10 и управляет электродвигателем 9, который разворачивает выходной вал пре- 30 образователя и киисматически сосдпнснньш с ним ротор СКВТ 8 в направлении уменьшения Upq и рассогласования выходного параметра относительно положения, задаваемого кодом. 35 В результате работы грубого канала диапазон отработки Выходного параметра по точному каналу уменьшен в i раз. 1, =2" есть передаточное число редуктора, где К в целое число. Для управления работой преобразователя по точному каналу используется (п — К) раз-! сода. С ) Ic TОX! 3 foi о форх!уJ12 р азрсшающей способности преобразователя примет вид: 45 С;;гласозанис грубого и точного каналов и,!cGoD23с3атс i51 КОд-у!01 Обссп)е>1ивается тем) ч;о .,Ва разряда кода (6" и 7") являются обгцими для обо;1х каналов, п отработка угла по грубому каналу происходит с точностью до ква гра;Ta точного канала. При малых рассогласозаниях (i;ci!ьших 2 48 45") напряжеHllc. UpI мало, н>у;Ii> opraH 13 удерживает ком мутатор 12 каналов в состоянии подключения входа усилителя 10 к выходу блока сравнения и отработка выходного параметра осуществляется только по точному каналу. Введение дополнительных элементов блока 5. преобразователя 6, коммутатора 7 квадрантоз и СКТ 8, образующих канал точного отсчета, а также коммутатора 12 каналов с г ль-озганом 3, станавливающих порядок Взаимодс!!СТВ115. Ка !Bлов выгодно отличают пРсдл2Гас )1ый пPcc ОР 230Ватс>1ь код-УГОЛ От Выбранного прогот1ш2, так как за счет введен!:.я канала точного отсчета точность отработк I Н1,>ходного пара. стра повышается без поВышсии51 :23p!iд110стil преооразоватсля код— i BHp5I>xeiIIIe и без применения CKT-датчиК011 НОВЫ IICH 110 1 TO IНОСТИ. Формула изобретения Преобразова-.ель код — угол, содержащий прсобразоватс 1ь код — — 11апряжс. 1ие, выход ко TopoãJ сосд1:.:10.1 с. ПсpHLI. i входом блока сравi1 HliH, второй вход которого соединен с выходом коммутатора квадраптов, входы коммуTBTopa КВадраптОВ подклlочсны I Выходам CiI1 .j Clio КОС!и! СНОГО вращаlо!ЦСГОС51 TpaiIC форм",тора грубого отсчета, ротор которого 1 .IIН! Ъ12Т11ЧССКИ СОСД:.1:!СН С POTOPO )! Э. 1СКТРОДЬПГ2 "СЛЯ, ii. 0, КОТОРОГО СОСД11Н H С ВЫХОДОМ уСИ 1:!1ñ;1Я, ООЛ!01ка >0301 жДС:i!151 э:ICК1рО;1ви 1 2T .151 СОЬСДП:IC:.Ill С В СОДНОИ ООМОТК011 CHilh Cпо- о .шус1!010 зращающсгoc!1 трансформатоI2 i1 с входным; оомотками фазоинвертора 1i IIОД:..;110ЧЕ:!Ы К ИС 10)!1!11!С! ПИТ2ИИЯ, ВЫХОДЫ 1Р 23011;!3ЕРТОРВ ИОД!;,110Ч СНЫ 1\ OIIOPHI)DI ВХО даxi пpeoоpaзОВатс1я 1 Од — на1!p51х .спиc, О т.1 и 1 а 10 гц и )1 с я тсм iTÎ, с цель!0 иовышсния точности пчсобразоватсля) В него введены коммутатор каналов, 1!уль-орган, дополнительные преобразователь код — напряжение, O)1O> СР2ВИСНИЯ il HO In) TBTOP КВ2ДР антон, PCдуктор и сш1уcHQ-коспнусный вращающийся трансформатор точного отсчета, который кинс. )12тичес1си сос дин il с элсктродВНГатслем испосредствснно и через редуктор с сш1уснокосп:!успым Вра1Hающимся трансформатором грубого отсчета, вы .од допо.ш::тельного прсобразогателя код — напряжение соединен с ncpl;!I%i Входом дс полпитсльного Олока ср;1ННС:.!я,:!торой вх д которого сосдинси с выхо;,0.,I 3oi10Ji 1ит1, .В.1 ОГО б 101) а cp 21: 1!с ни Я, HTopoll Вход огорого сосд IHcн с Выходом доно liiliТ - ° 1ШIОГО КО I. )i ) T:!TOP 2 1 ВаДР2НТО)В) ВХОДЫ КО торог0 соединены с вы.одами сш!ус!0-косииусиого вращающегося трансформатора точного отсчета, выход нуль-органа сосд!шсн с, /7р Вр! г (г L Составитель Н. Иазаркина Текред Л. Гладкова Корректоры: И. Позняковская и T. Добр о вол ьс кая 1>едакгор Р. Киселева Заказ бп8 4 Изд. М 234 Тира>к 778 НПО Государствеппого комитета Совета Министров СССР lI0 делам изобретепий и открытий 113035, о1осква, Ж-35, 1 аушская иаб., д. 4/5 Г1одппсвос типография, пр. Сапунова, 2 первым входом, коммутатора каналов, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами блоков сравнения, выход коммутатора каналов соединен с входом уси.лителя, выход основного олока сравнения соединен с входом нуль-органа, опорныс входы дополнительного преобразователя код — напряжение соединены с выходами фазоинвертора, входная обмотка спнусно-косинусного 8 вращающегося трансформатора точного отсчета подключена к источнику питания, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №424210, кл. (i 08С 11/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР №400020, кл. Н 03К 13/02, 1971.
