Тригонометрический функциональный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G06G7/22 

1 Изобретение относится к анапоговой вычислительной технике и может быть использовано для получения линейной и тригонометрических функций угла поворота вала, механически связанного с ротором вращающегося трансформатора. Известно устройство, содержащее вращающийся трансформатор, ротор которого механически соединен с входным валом, два выпрямителя, блок умн жения и операционный усилитель, вход которого подключен к выходам второго выпрямителя и блока умножения, а выход - к первому входу блока умножени и к выходу устройства, входы первогб и второго выпрямителей соединены с синусной и статорной обмотками вращающегося трансформатора, а выход первого выпрямителя - с вторым входом блока умножения lj . Недостатком данного устройства является ограниченность его функциональных возмбжностей, так как оно во прои водит только косекансную функциональную зависимость. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее вращающийся тран форматор, ротор которого механически соединен с входным валом, коммутатор три группы информационных входов которого соединены соответственно со статорной синусной и косинусной обмоТками вращающегося трансформатора группа управляющих входов подключена к соответствующим выходам блока задания Bjma функции, а выходы соединены с входами первого и второго вы прямителей, и блок деления, входы которого подключены к выходам первого и второго выпрямителя . Однако известное ус;гройство не м жет быть использовано для получения линейной функции угла поворота вала часто встречающейся на практике,что ограничивает класс воспроизводимых им функ1щй. Цель изобретения - расширение кла са воспроизводимых функций. Цель достигается тем, что тригонометрический функциональный преобра зователь, содержащий вращающийся трансфор матор, ротор которого механически соединен с входным валом, коммутатор, три группы информатщонных входов которого соединены спответс.твенно со статорной, синусной и

ром ко второму -ВХОДУ блока подклю37косинусной обмотками вращаюв егося трансформатора, группа управляюиих входов подключена к соответствующим выходам блока задания вида функции, первый выход коммутатора через пе,рвый выпрямитель соединен с первым входом блока деления, выxo которого является выходом преобразователя, второй выход коммутатора соединен с входом второго выпрямителя, содержит блок выбора участка аппроксимации, сумматор и переключатель, при этом выходы первого и второго вьшрямителей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствукшщми входами изменения весовых коэффициентов сумматора, выход сумматора и выход второго выпрямителя через переключатель соединены с вторым входом блока деления. Блок участка аппроксимации содержит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации при этом первые входы компараторов объединены и подключены к первому входу блока, второй В7(:од которого соединен с входами делителей напряжения, выход каждого из которых соединен с вторым входом соответствующего компаратора, выходы компараторов являются выходами блока. На фиг. 1 представлена схема функционального преобразователя, на фиг. 2 - возможные варианты выполнения блока выбора участка аппроксимации и сумматора. Преобразователь содержит вращающийся трансформатор 1, коммутатор 2, блок 3 зaдiaния вида функции, выпрямители 4 и 5, блок 6 деления переключатель 7, блок 8 выбора участка аппроксимации, сумматор 9, ключи 10, делители 11 и 12 напряжения, компараторы 13 и 14. Сумматор содержит (фиг. 2) операционный усилитель 15, масштабирующие резисторы 16-22, ключи 23-26. Преобразователь работает следующим образом. Режим воспроизведения тригонометрических функций. В этом режиме переключатель устанавливается в положение 1, при коточено напряжение с выхода выпрямителя 4 . Напряжения статорной (U. ), синус ной ( ) , и косинусной ( обмоток подаются на коммутатор 2, управляемый сигналами с выходов блока 3. В зависимости от вида воспроизводимо тригометрической функции блок 3 уста навливает определенную пару ключей 10 коммутатора 2 в замкнутое положание; при этом к входам выпрямителей 4 и 5 подключаются в определенной комбинации два напряжения из трех.. После выпрямления эти напряжения поступают на входы блока 6 деления. В результате навыходе блока формируются шесть прямых тригонометрических функций угла поворота входного вала. Режим воспроизведения линейной функции угла поворота вала. В этом режиме переключатель 7 под ключает выход сумматора 9 к выходу блока 6 деления. Сигналом с соответствующего выхода блока 3 в замкнутое положение устанавливается пара ключей Шл коммутатора 2, при этомнапряжения на выходах выпрямителей 4 и 5 пропорциональны косинусу и синусу угла соответственно. 3th напряжения подаются на входы блока 8 и сумматора 9. Линейная функция угла поворота б аппроксимируется выражением О )в + Ьсо5б Чтобы погрешность аппроксимации не превьшала заданной величины, весь диапазон-изменения 9 разбивается на несколько (на чертеже - три) участков, каждому.из которых соответствуют свои значения коэффициентов fli и Ь рассчитанные методом наименьших квад ратов из условия наилучшего приближе ния аппроксимируклцего выражения к линейному: ,1665. ,8529 (,3), ,2862; ,80008,:23, 35. ,3707i ,7411 (35, ) Участок аппроксимации выбирается блоком 8 по результатам сравнения синусного и косинусного напряжений. При этом косинусное напряжение масштабировано с помощью делителей 11 и .12, коэффициенты которых выбираются, исходя из координат участков аппроксимации. Так для узловой точки 0 23,3 коэффициент соответству-ющего делителя равен 0,4307, а для 0 35,2 - 0,70. Сработавший компаратор устанавливает в замкнутое положение определенные ключи на входе и в цепи обратной связи операционного усилителя 15, входящего в состав сумматора 9, Тем самым дискретно изменяется коэффициент усиления указанного усилителя по обоим его входам. Значения сопротивлений резисторов, включаемых в соответствующие цепи операционного усилителя при замыкании указанных ключей, выбирается таким образом, чтобы в каждом диапазоне аппроксимации обес печить требуемые коэффициенты а и Ь. В результате на выходе блока 6 делег ния появляется напряжение, изменяющееся приблизительно по линейному закону. Во втором октанте (45-90 ) также возможно получение линейной функции угла поворота, для этого достаточно установить в замкнутое положение пару ключей 114 коммутатора 2, при этом синусное и косинусное напряжения меняются местами. Уменьшение погрешности воспроизведения линейной функции связано с увеличением числа П участков аппроксимации. Это усложняет конструкцию блоков 8 и 9. В общем случае, в состав блока 8 должны входить (fT-t) компараторов и столько же делителей напряжения. Расширение класса воспроизводимых функций при простоте переналадки и управления работой устройства опредег ляют технико-экономический эффект использования изобретения.

1. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий вращакнцийся трансформатор, ротор которого механически соединен с входным валом, коммутатор, три группы информационных входов которого соединены соответственно со статорной, синусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, группа управляющих входовподключена к соответствующим выходам блока задания вида функции, первый выход коммутатора через первый выпрямитель соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом преобразователя, второй выход коммутатора соединен с входом второго выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, преобразователь содержит блок выбора участка аппроксимации, сумматор и переключатель,при этом выходы первого и второго вьшрямителей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами/ сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствующими входами изменения весовых коэффициентов сумматора,, выход сумматора и выход второго выпрямителя через переключатель соединены с вторым (Л входом блока деления. 2, Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что блок выбора участка аппроксимации содер§ жит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации, при этом первые входы компараторов объединены и под-, со ключены к первому входу блока, второй X) вход которого соединен с входами деэ х лителей напряжения, выход каждого из которых соединен с вторым входом соот ветствующего компаратора, выходы ком параторйв являются выходами блока.

Фиг.1

Ui

.Л/д