Интегратор азимутных импульсов

 

Союз Советскмк

Соцкалнсткческнн

Ресттублкк

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1iI) 736123 (6) ) Дополнительное к авт. свил-ву М 572795 (22) Заявлено 14, 11,77(21) 2543531/18-24 (51) М. Кл. с прнсоелнненнем заявки ¹

6 06 G 7/18

Государственный комитет (23)прноритетпо денем нзооретений и открытий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 30.05,80 (53) УДК 681 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Е. Чеботаев и В. B. Рудаков (71) Заявитель (54) ИНТЕГРАТОР АЗИМУТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,. и может быть использовано для воспроизведения значения угла врашения инерционного обьекта или для воспроизведения других плавно изменяюшихся процессов, информация о которых передается методом прирашений, в системах с цифровой обработкой информации.

В основном изобретении по авт.св.

N 572795 описан интегратор азимут10 ных импульсов, содержаший управляемьтй делитель частоты, один из входов которого соединен с генератором импульсов, а другой подключен к выходу блока

15 управления, первый вход которого соединен с выходом блока коррекции, второй вход блока управления соединен с выходом измерителя рассогласования, два входа которого подключены к шине азимутных импульсов и выходу управляемого делителя частоты соответственно, а выход соединен также с входом компенсатора фазовой ошибки, два других входа кото2 рого подключены к выходу генератора импульсов и управляемого делителя частоты соответственно, а выход соединен с входом счетчика, другой вход которого подключен к шине юстировочного импульса, входы блока коррекции подключены к шине азимутных импульсов, выходу блока управления и генератора импульсов соответственно (1).

Интегратор азимутных импульсов с таким управлением хорошо отслеживает изменение частоты азимутных импульсов в широком диапазоне частот с сохранением точности воспроизведения угла, Компенсатор фазовой ошибки устраняет ошибкупо фазе добавлением или вычитанием из входной последовательности импульсов повышенной частоты требуемого количества импульсов. Значение угла поворота в двоичном параллельном коде получается интегрированием импульсов повышенной частоты счетчиком, сбрасываемьж в исходное состояние один раз за оборот юстировочным импульсом.

Недостатком этого интегратора является недостаточная точность воспроизве дения угла вращения, обусловленная ошибкой фиксации центра азимутного импуль са в измерителе рассогласования, а так5 же юстировки вследствие неоднозначности сбрасывания счетчика юстировочным импульсом из-за нестабильности амплитуды. Причем первая составляющая ошибки вносится каждым азимутным импуль- 10 сом, а ошибка юстировки вносится один раз за оборот или цикл изменения плавного процесса. Ошибки фиксации временных положений импульсов обусловлены в основном нестабильностью амплитуд ази- l5 мутных и юстировочных импульсов, ограниченностью полосы пропускания линий связи, по которым передаются азимутные и юстировочный импульсы, а также наличием искажений в линиях связи, вызывае- 20 мых различными шумами.

Бель изобретения — повышение точности воспроизведения инерционных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в известный интегратор введены два регенератора импульсов и блок ввода корректирующего кода, вход которого соединен с выходом первого регенерато30 ра импульсов, подключенным ко второму входу реверсивного счетчика, третий вход которого подключен к выходу устройства ввода, выход второго регенера-. тора импульсов подключен ко входу следящего умножителя частоты, а входы регенераторов имп .пьсов являются соответственно входами юстировочных и азимутных импульсов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого интегратора.

Предлагаемый интегратор содержит управляемый делитепь частоты 1, генератор импульсов 2, измеритель 3 рассогласования, компенсатор 4 фазовой ошиб45 ки, реверсивный счетчик 5, 6пок управления 6, блок коррекции 7, линию за.— держки 8, сумматоры 9 и 10, устройство совпадения 11, схему сравнения 12, первый регенератор 13 импульсов, блок

14 вводя корректирующего кода, второй регенератор 15 импульсов, следящий умножитель 16 частоты, вход азимутных импульсов 17, вход юстировочньгх импульсов 18, выход интегратора 19.

Выход следящего умножителя 16 частоты соединен с первым входом реверсивного счетчика 5, вход блока ввода 14 соединен с выходом первого регенерато23 ф ра 13 импульсов, а выход — со вторыми входами реверсивного счетчика 5, выход второго регенератора 15 импульсов подключен к входу следящего умножителя

16 частоты, а входы регенераторов импульсов являются соответственно вхс дами юстировочных и азимутных им пульсов, выход первого регенератора 13 импульсов подключен ко входу реверсивного счетчика 5. Регенераторы импу ц сов содержат линию 8 задержки, первый 9 и второй 10 сумматоры, устройство 1 1 совпадения и схему 12 сравнения, причем вход линии 8 задержки является входом регенераторов импульсов, пег вая и вторая группы отводов линии 8 задержки соединены с первым 9 и вторым 10 сумматором соответственно, а центральньгй отвод подключен к первому входу устройства 11 совпадения, второй вход которого соединен с вь ходом устройства 12 сравнения, два входа KGTopo го подключены к выходам первого 9 и второго 10 сумматоров соответственно, выход устройства 1 1 совпадения является выходом регенератора 15 импульсов.

Интегратор азимутных импульсов работает следующим образом. При передаче угла вращения (инерционного процесса) методом приращений по каналу связи передается поспедовательность азимутных импульсов, следующих через равные угловые интервалы, и юстировочный импульс. Интегратор осуществляет экстраполяцию точного углового положения вала на интервале азимутньсл импульсов, используя инерционные свойства вращающегося объекта, Азимутные импупьсы умножаются на целое, наперед заданное число так, что на выходе управляемого делителя 1 частот формируются импульсы повышенной частоты, равномерно расположенные внутри дискрета азимутных импульсов, Импульсы повышенной частоты через компенсатор 4 фазовой ошибки подсчитываются реверсивным счетчиком 5, выходные разряды которого образуют параллельный двоичный код угла поворота объекта. При изменении периода азимутных импульсов изменяется количество импульсов повышенной частоты с выхода управляемого делителя 1 частоты,, что приводит к динамической ошибке внутри ди крета входных импульсов. Требуемое в этом случае изменение частоты лмпульсов повышенной частоты осуществляется изменением коэффициента деления управляемого дели5 73612 топя 1 частоты через блок 6 управления и блок 7 коррекции по результатам не только подсчета количества импульсов повышенной частоты за период между соседними входными аз имут ными и мпуль» сами в измерителе 3 рассогласования, но и с учетом частоты азимутных импульсов. За счет такого управления сохраняется точность воспроизведения угла в широком диапазоне входных частот 11 азимутных импульсов. Импульсы повышеннойй частоты интегрируются реверсивным счетчиком 5, запускаюшимся каждым юстировочным импульсом с выхода первого регенератора 13 импульсов. 15

Инерционные свойства вращающегося объекта (изменяющегося процесса) позволяют повысить разрешающую способность . интегратора путем умножения частоты азимутных импульсов. Замкнутый контур, 20 состоящий из генератора 2 импульсов, управляемого делителя 1 частоты, измерителя 3 рассогласования, блока 6 управления и блока 7 коррекции осуществляет слежение за частотой азимутных импульсов и ее кратное умножение. Изменение частоты импульсов повышенной частоты достигается изменением коэффициента деления (с ) управляемого делителя 1 частоты таким образом, что - con+.

Для достижения данной пропорции блок 6 управления и блок 7 коррекции изменяют

hy пропорционально (. Поэтому данный замкнутый контур хорошо отслеживает изменение частоты азимутных 35 импульсов в широком диапазоне частот с сохранением точности воспроизведения угла.

При сравнительно низкой частоте азимутнъ1х импульсов управляюшее воз- 4О действие изменяется на большую величину, позволяющую более эффективно компенсировать ошибку по частоте. При высокой частоте аэимутных импульсов управляющее воздействие изменяется на меньшую вели- 4> чину, чем достигается меньшая динамическая ошибка. Для устранения ошибки по фазе, сбусловленной дискретностью изменения коэффициента деления управляемого делителя 1 частоты, в интегра.— торе применен компенсатор 4 фазовой ошибки, осуществляющий сброс ошибки

Работа регенератора 13 импульсов при поступлении юстировочного импульса аналогична. Следует отметить, что любой метод фиксации центра тяжести азимутного импульса вносит дополнительную погрешность, обусловленную запаздыванием сформированного импульса относительно истинного центра тяжести азимутного импульса. Но данная погрешность имеет систематический характер (практически постоянна для широкого диапазона частот) и может быть соответственно компенсирована. Для компенсации данной погрешности используется блок 14 ввода корретируюшего кода, осуществляющий ввод корректирующего кода в реверсивный счетчик 5 в момент прихода каждого юстировочного импуль- са. Вводить корректировку по каждому азимутному импульсу нецелесообразно из-за систематического характера погрешности. Блок ввода корректируюшего кода может быть легко реализован на обычных логических элементах с изменяемой структурой. Последнее целесооб-. разно при непостоянстве характера искажений в каналах связи. добавлением или вычитанием из выходной последовательности импульсов повышенной частоты требуемого количества импульс ов.

Регенератор импульсов работает следующим образом. Азимутный импульс

3 6 поступает на вход 17 линии 8 задержки.

Выборки амплитуды азимутного импуль са, проходящего по линии 8 задержки, поступают с первой и второй групп отводов на входь1 первого 9 и второго 10 сумматоров соответственно, Суммывыбо1 рок амплитуд с выходов сумматоров 9 и 10 поступают на входы схемы 12 сравнения. На схеме 12 сравнения осуществляется их непрерывное сравнение.

В момент равенства взвешенной суммы выборок значений огибающей азимутногб импульса, снимаемой с выхода сумматора 9, сумме выборок значений огибаюшей азимутного импульса, снимаемой с выхода сумматора 10, на выходе ус1 ройства 11 совпадения формируется импульс, поступающий в качестве азимутного на вход следящего умножителя

16 частоты.

Разрешающий потенциал дпя прохождения этого импульса формируется самим входным азимутным импульсом, задержанным с целью выравнивания временных соотношений в линии 8 задержки, Разрешаюший потенциал снимается с центрального отвода линии 8 задержки.

Регенератор 15 импульсов осуществляет как бы фиксацию центра тяжести азимутного импульса. те наличия укаэанных достоинств предлагаемого интегратора расширяется сфера его использования и функциональные воэможности. Проверка полученных выводов осуществлялась по результатам испытаний макета.

Формула изобретения

Интегратор азимутных импульсов по авт.св. № 572795, о т л и ч а ю— шийся тем, что с целью повышения точности воспроизведения инерционного процесса, интегратор содержит два регенератора импульсов и блок ввода корректирующего кода, вход которого соединен с выходом nepaoro регенератора импульсов, подключенным ко второму входу реверсивного счетчика, третий вход которого подключен к выходу устройства ввода, выход второго регенератора импульсов подключен ко входу следящего умножителя частоты, а входы регенераторов импульсов являются соответственно входами юстировочных и азимутных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 572795, кл. 5 06 5 7/18, 1975.

7 738123

При возможности априорной оценки искажений каналов связи возможна жесткая реализация как регенераторов импульсов, так и устройства ввода. В данном случае корректируюший код с выхода блока 14 однозначно определяется истинным запаздыванием импульсов, несуших информацию об изменяемом процессе по отношению к самому процессу (например, врашению антенны радиолока ционной станции). В данном случае диоперсия ошибки может быть снижена до номинальной.

Предпагаемый интегратор азимутных импульсов обладает повышенной точностью > воспроизведения инерционного процесса (угла врашяния вела), что достигается фиксацией азимутнык импульсов и юсти« ровочных импульсов по их центрам тяжести. зо

Компенсация вносимого запаздывания реализуется введением корректируюшего кода в реверсивный счетчик 5 каждым юстировочным импульсом с помошью блока 14. Кроме того, следует отметить, что при резко выраженной несимметричности аэимутных и юстировочных импульсов с выхода каналов связи возможна также фиксация их центра тяжести, но при. использовании в каждой иэ групп отводов линии 8 задержки разного количества отводов, В результаСоставитель С. Белан

Редактор Т. Зубкова Техред И. Астапов Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2428/39 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

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

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