Цифро-аналоговая следящая система Советский патент 1983 года по МПК G05B15/02 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для построения корабельных -систем автоматики и трансляции информации, использующих цифровые вычислительные машины (двк).

Известно устройство позиционного программного управления, содержащее блок задания, дешифратор, коммутатор, датчик обратной связи, усилитель и привод, механически связанный с датчиком обратной связи ill

Недостатком известного устройства является сложность.

Наиболее близким к изобретению является цифроаналоговая следящая система, содержащая функциональный преобразрватель, первый вход которого подключен к выходу генератора опорного напряжения, вторые входы к входам системы, а выход - к выходу первого усилителя и последовательно .соединенные вращающийся трансформатор, второй усилитель и двигатель, вал которого механически связан с ротором вращающегося трансформатора, Кроме того, система содержит второй функциональный преобразователь и усилитель С 2 .

Выход ЦВМ подключен к цифровым входам функциональных прео&разователей, выходы которых соединены с вхо-г дами усилителей, а выходные напряжения которых изменяются по синусно,му и косинусному законам от кода угла

и Uon -51006 (1)

2 оп . Выходы усилителей, соединены соответственно со статорными бмотками си-. нусно-косинусногр вращающегося трансформатора (СКВТ), Роторная обмотка СКВТ соединена с входом усилителя следящей системы, выход которого подключен к управляющей обмотке двигателя. Двигатель через редуктор механически связан с ротором сквт,

При подаче U, и U2 на-синусную и косинусную статорные обмотки СКВТ в роторной обмотке возникает напряжение. Ротор автоматически под действием следящей системы устанавливается в положение, при котором напряжение в роторной обмотке равно нулю.

Угол поворота соответствует углу oi. , задаваемому кодом от ЦВМ. Положение ротора зависит от отношения напряжений на статорных обмотках СКВТ

- tgoC.

2 ,Недостатком такой систеки являнтся сложность, объясняющаяся наличием двух функциональных преобразователей и двух линейных усилителей. Целью изббретения является упрощение системы.

Указанная цель достигается тем, что в систему введены дешифратор и ключи, причем входы дешифратора подключены к входам системы, соответствующим старшим разрядам, первы выход - к управляющим входам первого и второго ключей, второй выход к управляющим выходам третьего и че вертого ключей, а третий выход - к управляющим входам пятого и шестого ключей, выходы которых соединены с синусной обмоткой вращающегося трансформатора, первые входы - с первыми выходами первого и второго ключей, а вторые входы .- с первым выходом первого усилителя, второй выход которого подключен к входу первого ключа, вторым выходом соединённого с вторым выходом второго ключа и с первыми входами третьего и четвертого ключей, вторые входы которых подключены к первому выходу первого усилителя, а выходы - к косинусной обмотке вращающегося трансформатора, причем вход второго ключа соединен с выходом опорного генератора.

На фиг. 1 изображена структурная схема цифроаналоговой следящей систмы; на фиг. 2 - диаграмма напряжени на статорных обмотках СКВТ.

Предлагаемое устройство содержит функциональный преобразователь 1 усилитель 2, дешифратор 3, СКВТ 4, усилитель следящей системы 5, двигатель б, генератор опорного напряжения 7 и ключи 8-13.

Напряжения, поступающие с функциональных преобразователей на статорные обмотки СКВТ, связаны тангенциальной зависимостью

14 Uo -1906, где О 4 of. 45°

Если принять и,. UpniTO получим систему напряжении, подаваемых на статочные обмотки СКВТ

и-

Uon tg.pf(2) и; и.

7 - on

равноценную по действию на электромехническую следящую систему системе напряжений (1/, но справедливую толко для первого октанта (.0-45°;).. Для второго октанта система напряжений Имеет вид

и

иьп

Upn .ctg() (3)

и-

Учитывая, что функции t.go(/H ctg( о) имеют ось.симметрии, проходящую через точку оС 45° параллельно оси ординат, значения функции ctg . ft5° + oi) могут быть заменены на значения функции tgCfS - ot) . Код угла (45° ct-} может быть получен образованием обратного кода от кода угла ct. Тогда система напряжений (3 ) для второго октанта имеет вид

Ui Uon

. 2 on 9оБр Аналогично можно записать систекш

напряжений для остальных октантов. Для работы по описанному алгоритму код угла удобно представить в виде двух частей, три старших разряда определяют октант, в котором находится угол ot, а оставшиеся младшие разряды определяют угол сС,диапазон изменения которого (0-45 /. Таким образом, для того чтобы ; сформировать систему напряжений для статорных обмоток СКВТ, эквивалентную системе напряжений (1), достаточно иметь один функциональный преобразователь код-напряжение, реализующий тангенциальную зависимость .для углов первого октанта, а ключи, подключающие статорные обмотки СКВТ либо к функциональному преобразователю, либо к источнику ,опорного напряжения и осуществляющие смену поляности их включения,

Младшие разряды кода, соответствующие диапазону изменения угла (045°) поступают на функциональный преобразователь 1, на выходе которого появляется напряжение, соответтвукяцее тангенсу угла, которое чеез усилитель мощности 2 поступает на вход первого ключа 8. В зависимости от значения трех старших разрядов кода угла ключи осуществляют подключение статорных обмоток СКВТ к выходу усилителя или к генерато- . ру опорного напряжения, реализуя тем амым подачу на обмотки СКВТ напряжений uj и U . в соответствии

с диаграммой (фиг. 2)l,

Под действием напряжений и. а в роторной обмотке СКВТ возникает напряжение , соответствующее величине рассогласования, которое

усиливаётся усилителем 5 и подается на двигатель 6. Двигатель б перемещает ротор СКВТ 4 вположение,. при котором напряжение в роторной обмотке равно нулю. Угол поворота

соответствует углу, задаваемому коду от ЦВМ., .

Таким образом, исключение второго функционального преобразователя, реализация которого достаточно сложна, позволяет упростить систему в целом, что дает определенный технико-экономический эффект..

ЦИФРОАНАЛОГОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ .СИСТЕМА, содержащая функциональный преобразователь, первый вход которого подключен к выходу генератора опорного напряжения, вторые входы к входам системы, а выход - к входу первого усилителя, и последовательно соединенные вращающийся трансФорматор, второй усилитель и двигатель, вал которого механически связан с ротором вращающегося трансформатора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы. , в нее введены дешифратор и ключи, причем входы дешифратора подключены к входам системы, соответствующим старшим разрядам, первый выход - к управляющим входам первого и второго ключей,.второй выход - к управляющим выходам третьего и четвертого клюу чей, а третий выход - к управляющим вводам пятого и шестого клюней, выходы которых соединены с синусной обмоткой вращающегося трансформатора, первые входы - с первыми выходами первого, и второго ключей, а вторые входы - с первым выходом первого усилителя, второй выход которого подключен к входу первого ключа, вторым выходом соединенного с вторым вы- ходом второго ключа и с первыми вхо(Л дами третьего и четвертого ключей, вторые входы которых подключены к с первому выходу первого усилитЪля, а выходы - к косинусной обмотке вращающегося трансформатора, причем вход второго ключа соединен с выхо;дом генератора опорного напряжения. Код от цвн ю со 4; 00

«я %

9ктант

№в - .

т

вя-гв Ла

/ л

по

JjC

V

л

as

т

т

т

на

т

til