Следящий преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/48 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления, измерительной технике и робототехнике для преобразо вания угловых величин в цифровой код угла с высокой разрешающей способностью.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит синусно- косинусньй вращающийся трансформатор 1 (СКВТ), селектор 2 октанта,циф- роаналоговые преобразователи 3-5, дифференциальные усилители 6 и 7,суммирующий усилитель 8, демодулятор 9, фильтр .10, преобразователь 11 напря жение - частота, реверсивньй счетчик 12, блоки элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 13 и 14 и постоянное запоминающее

устройство 15,

Преобразователь работает следующим образом.

Рассмотрим работу преобразователя в динамике, т.е. при изменении угла б поворота ротора СКВТ 1. При повороте ротора СКВТ 1 на угоЛ в с выходных обмоток СКВТ 1 на селектор 2 октанта поступают напряжения U, и sin 9 givitji, и и С05&151П W t . Напряжения U| к г приводятся к первому октанту селектором 2 и с его выхода .напряжения U к il поступают: Uj - на прямой вход дифференциального усилителя б и на аналоговый вход цифр-оаналогового преобразователя 4,- Ll - на аналоговый вход цифро- аналогового преобразователя 3 и на первый вход суммируняцего усилителя 8. На цифровые входы преобразователей 3 и 4 поступает код F15 с выхода ПЗУ 15. Значение кода F15 перемножа - ется в преобразователях 3 и 4 с напряжениями и и Uj. , Напряже1-1ие Ll;( с выхода преобразователя 3 поступает на вычитающий вход усилителя 6, на выходе которого формируется напряжение У/ 5 равное

1.1,2 6 2 - з. 15

У.и Ч)F

Напряжение Ufi поступает на прямой вход дифференциального усилителя 7. Напряжение 1) с выхода цифроаналого- вого преобразователя 4 поступает на второй вход суммирующего усилителя 8, на выходе которого напряжение U д равно

J8 U(J;.r,, ;

Напряжение dg поступает на преоб- разователъ 5 где перемножается со значением кода F13 с выхода блока 13 элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ о Напряжение Uj с выхода преобразователя 5 поступает на инвертирующий вход уси- лителя 7, на выходе которого формируется напряжение рассогласования ) , равное

U. U,U5-UrU -.F,5-(.F,5)-,,.

С учетом приведения углов Q и Ф к первому октанту напр.яжение, рассогласования и, равно

Lif U 5m Ы

, sivi(.pl

COS f, ДЛЯ нечетных октантов и

51п(9,р- Рпр

lJ,iU5in cot.

5irt

;.(-5.Ф,

-JL- 42

ДДЯ четных октантов.

С выхода усилителя 7 напряжение U-; , поступает на вход демодулятора 9 где выпряь-тяется с учетом фазы опорного напряжения (J , Полярность напряжения UQ определяет; отстает или опережает значение кода угла пр. УГОЛ 0рр поворота ротора СКВТ 1, Напряжение J|j поступает на фипьтр 10, который вьщеляет постоянную составляюкую напряжения U , подавляет гармоники опорного напряжения О sin coi и ф ормз-фует необходимую частотную ха- рактеристику преобразователя. С выхода 10 напряжение U,, поступает на преобразователь 11 и одновременно на выход преобразователя, как напряжение, пропорциональное скорости изменения угла

С выхода преобразователя 11 импульсы поступают на вход суммирования или вычитания реверсивного счетчика 12 в зависимости от полярности напряжения IJ,,j . Вьжодной код младших разрядов Ф,, счетчика 12 начинает изменяться и через блок 13 элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ поступает на цифровые входы преобразователя 5, изменяя напряжение . на выходе усилителя 6, Соответственно начинает изменяться напряжение рассогласования (1 . Счетчик 12 cyMNMpyeT или вьгчитает импульсы до тех nopj пока напряжение рассог- ласово.ния 11-1 не станет равным нулю.

Если изменение кода младших разрядов

Р

не компенсирует напряжение рассогласования U , то начинают изменяться старпше разряды кода Р, , которые через блок 14 элементов ИСК- ЛЮЧАЩЕЕ.ИЛИ поступают на адресные входы ПЗУ 15 и с него на преобразователи 3. и. 4 .

Изменение кода , и соответственно кода F15 с выхода ПЗУ 15 приводит к изменению напряжений Ug и (Jg . Напряжение рассогласования Uy также начинает изменяться, стремясь к нулю. Реверсивный счетчик 12 изменяет свое состояние, суммируя или вычитая импульсы до тех пбр, пока суммарный код угла Ф , состоящий из кода младших разрядов Pj кода старших раз- и

рядов , и кода октантов 1р, 2р,

октантов

а

Зп, не станет эквивалентным углу У

поворота ротора СКВТ 1. В этом случа напряжение рассогласования будет равно нулю, а на выходе реверсивного счетчика 12 будет зафиксирован код угла, представляющий цифровой эквива лент угла 8 ,

Формула изобретения

Следящий преобразователь угла поворота вала в код, содержащий шину опорного напряжения, подключенную к входу синусно-косинусного вращающегося трансформатора и первому входу демодулятора, селектор угла, сумми- , рующий усилитель, выход которого подключен к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к вычитакице- му входу первого дифференциального усилителя, выход которого подключен к второму входу демодулятора,.выход которого через фильтр подключен к входу преобразователя напряжение - частота, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, о т- личающийся тем, что, с це0

5

0

5

0

5

0

5

лью повьшения точности преобразователя, в него введены второй и третий | цифроаналоговые преобразователи, второй дифференциальный усилитель, два блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, постоянное запоминакнцее устройство, а селектор угла вьшолнен в виде селектора октанта, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к аналоговьм входам селектора октанта, к цифровым входам которого подключены выходы трех старших разрядов реверсивного счетчика, первый выход селектора октанта подключен к аналоговому.входу второго цифроаналогового преобразователя и к сз ммирующему входу второго дифференциального усилителя, выход которого подключен к суммирующему входу первого дифференциального усилителя, выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к первому входу суммирующего усилителя, второй выход селектора октанта подключен к второму входу суммируклцего усилителя и аналоговому вхоДу третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к вычитающему входу второго дифференциального усилителя, выходы fA младших разрядов реверсивного счетчика подключены к первой группе входов первого блока элементов ИС- КЛЮЧАВДЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу постоянного запоминающего устройства, выход которого подключен к цифровым входам второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, вькоды W младших разрядов реверсивного счетчика подключены к первой группе входов второго блока элементов ИСКЛЮЧАКИЦЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к цифровому входу первого , цифроаналогового преобразователя, выход второго разряда реверсивного счетчика подключенк вторымвходам второго ипервого блоков элементов ИСКЛЮЧА- ЩЕЕИЛИ,выход реверсивного счетчика является выходом преобразователя.

Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления, измерительной технике и робототехнике для преобразования угловых величин в цифровой код угла с высокой разрешающей способностью. С целью повышения точности преобразователя за счет разделения цифрового эквивалента угла на две группы по разрядам выходного кода в него введены второй и третий цифроаналоговые преобразователи, второй дифференциальный усилитель, два блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), а селектор угла выполнен в виде селектора октанта. С выхода селектора октанта информационные сигналы поступают на аналоговые входы первого и второго цифроаналоговых преобразова- . телей и неинвертирующие входы первого и второго дифференциальных усилителей, на выходах которых формируются произведения аналоговых входных сигналов на цифровые эквиваленты тригонометрических функций старшей части разрядов выходного кода, формируемого в счетчике. Тригонометрическое преобразование кодов осуществляется с использованием ПЗУ. Мпадшая часть разрядов выходного кода умножается на аналоговый сигнал при помощи третьего цифроаналогового преобразователя. Кроме того, преобразователь содержит демодулятор, фильтр и преобразователь напряжение - частота для обработки сигнала рассогласования. 1 ил. (Л to 4 сс о ;о to

,J/

Редактор И.Дербак

Заказ 3716/55Тираж 816Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

P/

Ф

Составитель В.Подолян

Техред О.Сопко Корректор О.Луг овая