Преобразователь кода в угол поворота вала

 

нал пан ентно-техничеснал

Q д """ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ п»703903

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.03.77 (2!) 2464707/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 К 13/02

Государственный кемнтет

СССР не делам нзеаретеннй н етнрвтнй (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 15.12.79. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.79 (72) А вторы изобретения

И. С. Гандзюк, В. Н. Богачев и В. П. Ярошевский (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА

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

Известно устройство вывода информации от ЦВМ, в котором для преобразова- ния кода УЦВМ в угол поворота вала управляемого механизма используется линейный преобразователь код-напряжение (ПКН), 1о с выхода которого снимается напряжение, вырабатываемое путем линейного преобразования тригонометрических кодов, поступающих от УЦВМ (1).

Вычисление тригонометрических функций задаваемого угла в составе УЦВМ снижает производительность УЦВМ при большом числе каналов преобразования и сужает область применения такого устройства.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является уст- 2В ройство для преобразования кода в угловое положение вала, содержащее исполнительный механизм, включающий в себя дат2 чик углового пбложения вала индукционной следящей системы, выходы которого непосредственно и через инвертирующие усилители соединены со входами переключателя октантов, регистр кодов и регистр уп равления, выходы которого соединены со входами переключателя октантов, один из выходов которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу линейного преобразователя код-напряжение, а выход через сервоусилитель соединен с первым входом иСполнительного механизма, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения (2) .

Для нормальной работы этого устройства УЦВМ определяет октант, в котором находится задаваемый угол, и вычисляет в зависимости от октанта коды, пропорциональные тангенсу и котангенсу задаваемого угла.

Потребность в устройстве для вычисления тригонометрических функций задаваемого угла существенно сужает область применения известного устройства, а вычисление тригонометрических функций задаваемо703903

3 го угла при большом числе каналов преоб разования снижает производительность

УЦВМ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Это - достигается тем, что в предлагаемое устройство введены суммирующий усилитель и преобразователь кодов, выходы переключателя октантов соединены соответ.—

"" ственно со входами суммирующего усилителя, "въ1ход которого подключен к первому входу линейного преобразователя код-напря жеййе, в ыхо ды регистра управления и регистра кодов соединены со входами преобpaioriателя кодов, выход которого подключен ко второму входу линейного преобразователя код-напряжение. При этом отпадает необходимость в вычислении тригоно"метрйческих кодов задаваемого угла в сос: тав УЦВМ, что позволяет расширить область применения предлагаемого устройства и повысить производительность УЦВМ при большом числе каналов преобразования.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя кода в угол поворота вала.

Устройство содержит источник 1 опор-- " ного напряжения, исполнительный механизм 2, инвертирующие усилители 3, 4, регистр 5 управления, переключатель 6 октантов, суммирующий усилитель 7, регистр

8 кодов, преобразователь 9 кодов, линейный преобразователь 10 код-напряжение (ПКН), блок 11 сравнения, сервоусилитель 12.

Исполнительный механизм 2 содержит в свою очередь аналоговый датчик 13 углового положения вала индукционной следящей системы, а переключатель 6 октантов состоит из ключей 14 — 21.

Преобразователь кода в угловое положение вала работает следующим образом.

На входы переключателя 6 октантов поступают парафазные напряжения с выходов аналогового датчика 13 и инвертирующих усилителей 3 и 4, что необходимо для обеспечения нормальной работы преобразователя "в диапазбне изменеийя задаваемого угла 0 — 360 .

Двоичный код задаваемого УЦВМ угла записывается в регистры 5 и 8 преобразователя, причем в регистре 5 хранятся три старших разряда, а в регистре 8 — — младшие разряды кода угла.

Регистр 5 управления управляет состоянием ключей переключателя 6 октантов и выдачей прям„го или обратного кода младшйх- разря," :.ю кода задаваемого угла с выхода преобр;:з»вателя 9 кодов.

Выхо, 2иь>е напряжения переключателя 6 октантоь .уммируются усилителем 7, с выхода которого сигнал поступает на аналоговый вход преобразователя 10 код-напряжение. При этом одно из слагаемых напряжений должно иметь коэффициент пропорциональности m = 0,4142. Выходное напряжение U„- суммирующего усилителя 7 равно

U ——,—, (U +mU2) = 0,7071 {Ur+ 04142U), (<) где U< и U2 — напряжения на первом и втором входах суммирующего усилителя;

5+m — = 0,7071 — коэффициент передачи суммирующего усилителя.

Двоичный код, поступающий на входы .15

ПКН 10, линейно изменяется от 0 до 1 .:.. в О, 2, 4, 6 октантах и от 1 до 0 в 1, 3, 5, 7 октантах и управляет работой ключей

" ЙКН: 10. При этом в ПКН 10 производится операция умножения значения выходного напряжения суммирующего усилителя на

za числовое значение N кода младших разрядбв углового положения вала c(, задаваемого от УЦВМ. Выходное напряжение ПКН 10

U„сравнивается с поступающим на вход блока 11 сравнейия напряжением второго

25 выхода переключателя 6 октантов U2 и на выходе блока 11 сравнения присутствует результирующее напряжение 14, равное

15 =U2 >->4 = 1-12 — +04l42U ))

30 где N = 0 — 1 — числовое значение младших разрядов входного кода (внутриоктантное значение угла ю().

Напряжение U;; с выхода блока сравнения 11 поступает через сервоусилитель 12 на вход исполнительного механизма 2, который вращает аналоговый датчик 13 утлового положения вала индукционной следящей системы до тех пор, пока напряжение рассогласования не станет равным нулю, 4О что будет возможно, когда 6 = q> + К, где 6 — текущее угловое положение вала; — начальная фаза огибающей напряжения U .

Таким образом, угол (i(> + К- — — ) есть уг4S ловое положение вала после отработки следящей системой заданного рассогласования.

При изменении кода УЦВМ в младших разрядах изменяется величина напряжения на выходе ПКН 10 и следящая система будет отрабатывать появившееся на выходе

so блока 11 сравнения напряжение до нуля, т. е. исполнительный механизм развернется на новый угол.

При изменении к >ла . 1(В. в старших разрядах переклю", ги. ь,: ктантов, уирав55 ляемый регистром, ;";.:,:",; иця, обеспечивает подклк." .е>ии. иа и., .ы .лепящей сис темы напряж< иий; иало ; ного датчика 13, а преобразователь 9 код<и подает иа ПКН

703903 ь

Составитель Г. Антонова

Редактор Н. Каменская Техред О. Луговая Корректор М. Демчнк

Заказ 7822/47 Тираж l 060 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10 код младших разрядов, при этом следящая система будет устойчивой в другом октанте.

Между углом <р и числовым значением N кода, заданного угла сс существует незначительная нелинейная зависимость. Однако, как показывают результаты расчетов и Мо- -" делирования работы предлагаемого преобразователя с помощью ЭВМ, максимальное отклонение изменения <р от с(не превышает

34 угловых минут, что в ряде практических случаев вполне достаточно.

Применение такого преобразователя особенно эффективно при построении преобразователей кода в угловое положение вала, исполнительный механизм которых содержит двухотсчетные аналоговые датчики углового положения. При этом может быть достигнута при сравнительно простом устройстве точность порядка одной угловой минуты.

Предлагаемый преобразователь код-угол, являясь сравнительно простым устройством, позволяет отказаться от вычисления тригонометрических функций утла в составе

УЦВМ, что дает возможность повысить производительность УЦВМ при большом числе каналов. Кроме того, такой преобразователь может применяться с любыми другими источниками цифровой информации об уг-, ловом положении вала, благодаря чему расширяется область применения преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий исполнительный механизм, включающий в себя аналоговый дат.чик углового положения вала индукционной следящей системы, выходы которого непосредственно и через инвертирующие усилители соединены со входами переключателя октантов, регистр кодов и регистр управления, выходы которого соединены со входами переключателя октантов, один из выходов которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу линейного преобразователя код-напряжение, а выход через сервоусилитель соединен с первым входом исполнительного механизма, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены суммирующий усилитель и преобразователь кодов, выходы переключателя октантов соединены соответственно со входами суммирующего усилителя, выход которого подключен к первому входу линейного преобразователя коднапряжение, выходы регистра управления и регистра кодов соединены со входами преобразователя кодов, выход которого подключен ко второму входу линейного преобразователя код-напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 358775, кл. Н 03 К 13/02, 1969.

2. Авторское свидетельство по заявке № 2195282/24, кл. Н 03 К 13/02, от 23.12.75.