Цифро-аналоговая следящая система Советский патент 1987 года по МПК H03M1/38 G05B15/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматических систем управления различными объектами по сигналам от вычислитель- ных устройств.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На чертеже приведена структурная схема цифроаналоговой следящей системы.

Система содержит источник 1 опорного напряжения, функциональный циф- роаналоговый преобразователь 2, первый и второй фильтры 3 и 4 постоянно- 5 риод, обеспечивая тем самым подачу

го тока. Ключи 5-8, генератор 9 несущей частоты, усилители 10 и 11, си- нусно-косинусньш вращающийся трансформатор (СКВТ) 12 с синусной обмот- Koij 13, косинусной обмоткой 14 и выходной обмоткой 15, ключ-прерыватель 16, электропривод 17, выходной вал 18.

Цифроаналоговая система работает следующим образом.

Заправляющий сигнал от цифровой вычислительной машины в виде кода угла поступает на вход функционального цифроаналогового преобразователя 2 где преобразуется в два напряжения, пропорциональные синусу и косинусу (или им эквивалентные) заданного угла. В качестве опорного Напряжения для функционального преобразователя используется постоянное напряжение от источника 1 постоянного опорного напряжения, поэтому и выходные сигналы функцио11ального преобразователя являются напряжениями постоянного тока. К обоим выходам функционального цифроаналогового преобразователя 2 подключены фильтры 3 и 4 постоянного тока, например типа RC, которые обеспечивают фильтрацию

20

напряжения на синусную 13 и косинус ную 14 входные обмотки вращающегося трансформатора 12. На выходной обмо ке 15 вращающегося трансформатора 1 возникает напряжение

и„

и sin (d - N) sincd t.

25

30

где Ug амплитуда сигнала; o - угол поворота вала; N - код угла,

которое подается через ключ-прерыва тель 16 на электропривод 17, с помо щью которого происходит отработка сигнала рассогласования.

При коммутации сигналов ключами 5-8 в цепи выходной обмотки 15 возникают колебания в начале каждого .полупериода несущей частоты продолж тельностью t . Этот колебательный 35 процесс вызывает дополнительную оши ку преобразования, и для ее исключе ния введен ключ-прерыватель 16, который отключает выходн ую обмотку вращающегося трансформатора от вход 40 электропривода 17 на время действия этой помехи.

Коммутация ключа-прерывателя 16 осуществляется управляющим напряже- ние.м с генератора 9 несуш,ей частоты

высокочастотных помех и помех от дис- 45 синхронно с напряжениями коммутации

кратности управляющего сигнала, что очень важно при низкой частоте смены информации,. так как в этом случае скорость отработки следящей системы имеет колебательный характер из-за ступенчатой формы управляющего сигнала, а это является причиной неплавности, т.е. причиной дополнительной динамической ошибки системы и повышенного износа ее механизмов.

Фазовьд сдвиг, вносимый фильтрами 3 и 4, не влияет в данном случае на устойчивость следящей системь , поскольку фильтры не охвачены цепью

обратной связи,, поэтому фильтрация i может быть достаточно эффективной, что позволяет увеличить динамическую точность системы вследствие повышения ее плавности. Напряжение с выходов фильтров 3 и 4 подается через ключи 5-8, выполняющие совместно с генератором 9 несущей частоты функции модуляторов и поступает на вход усилителей 10 и 11. Подача напряжения на первые входы усилителей осуществляется в один полупериод напряжения несущей частоты, а на вторые входы усилителей - в другой полупе

напряжения на синусную 13 и косинусную 14 входные обмотки вращающегося трансформатора 12. На выходной обмотке 15 вращающегося трансформатора 12 возникает напряжение

и„

и sin (d - N) sincd t.

где Ug амплитуда сигнала; o - угол поворота вала; N - код угла,

которое подается через ключ-прерыватель 16 на электропривод 17, с помоью которого происходит отработка сигнала рассогласования.

При коммутации сигналов ключами 5-8 в цепи выходной обмотки 15 возникают колебания в начале каждого полупериода несущей частоты продолжительностью t . Этот колебательный процесс вызывает дополнительную ошибку преобразования, и для ее исключения введен ключ-прерыватель 16, который отключает выходн ую обмотку вращающегося трансформатора от входа электропривода 17 на время действия этой помехи.

Коммутация ключа-прерывателя 16 осуществляется управляющим напряже- ие.м с генератора 9 несуш,ей частоты

ключей 5-8. Усилитель 10 (11) выполнен на операционных усилителях 23 и 24 (25 и 26) по схеме парафазного включения, причем вход первого опера50 ционного усилителя 23 (25) через резистор 19 (21) соединен с выходом второго операционного усилителя 24 , (26), а вход второго операционного усилителя 24 (26) через резистор 20

55 (22) соединен с выходом первого операционного усилителя 23 (25).

Подача напряжения на входы операционных усилителей, имеющих Ку 1, подается через ключи 5-8. Подача напряжения на вход операционных усилителей в полупериод, когда ключи разомкнуты, осуществляется через резисторы 19-22 с выхода другого плеча пара- фазно включенных операционных усили- телей.

Формула изобретения

1. Цифроаналоговая следящая система, содержащая источник опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу функционального цифро- аналогового преобразователя, второй вход функционального цифроаналогово- го преобразователя является управляющим входом цифроаналогоЕюй следящей системы, первый, второй, третий, чет- вертьй ключи, первый усилитель, си- нусно-косинусный вращающийся транс- форматор, ротор которого кинематически связан с выходным валом электропривода, отличающаяся тем.

что, с целью повышения помехоустойчивости системы, в нее введены первый и второй фильтры постоянного тока, генератор несущей частоты, второй усилитель и ключ-прерыватель, а источник опорного напряжения выполне на постоянном токе, первый выход функционального цифроаналогового преобразователя через первый фильтр постоянного тока подключен к информационным входам первого и второго ключей, второй выход функционального цифроаналогового преобразователя через второй фильтр постоянного тока подключен к информационным входам третьего и четвертого ключей, управляющие входы первого и третьего клю-

5 0

5

0 5 0

чей соединены с первым выходом генератора несущей частоты, а управляющие входы второго и четвертого ключей соединены с вторым выходом генератора несущей частоты, выходы первого и второго ключей подключены к первому и второму входам первого усилителя соответственно выходы третьего и четвертого ключей подключены к первому и второму входам второго усилителя соответственно, первый и второй выходы первого усилителя соединены с синусной обмоткой синусно- косин5 сного вращающегося трансформатора, первьш и второй выходы второго усилителя соединены с косинусной обмоткой синусно-косинусного враща о- щегося трансформатора, выходная обмотка которого подключена к первому входу ключа-прерывателя, второй вход ключа-прерывателя подключен к третьему выходу генератора несущей частоты, выход ключа-прерывателя подключен к входу электропривода.

I

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что усилитель содержит два операционных усилителя и два резистора, вход первого операционного усилителя является первым входом усилителя и через первьш резистор соединен с выходом второго операционного усилителя, выход которого является вторым, выходом усилителя, вход второго операционного усилителя является вторым входом усилителя и соединен через второй резистор с выходом первого операционного усилителя, который является первым выходом усилителя.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для автоматических систем управления различными объектами по сигналам от вычислительных устройств. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости - достигается тем, что в цифроаналого- вую следящую систему, содержащую источник опорного напряжения, функциональный цифроаналоговьш преобразователь, первый, второй, третий, четвертый ключи, первый усилитель, синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) и электропривод, введены пёр- вьш и второй фильтры постоянного тока S генератор несущей частоты, второй усилитель, ключ-прерыватель. Функциональное преобразование выходных кодов цифровой вычислительной машины осуществляется с помощью источника опорного напряжения, выполненного на постоянном токе. Это позволяет ввести в систему фильтрацию сигналов функционального преобразователя фильтрами постоянного тока. Дальнейшее преобразование отфильтрованных сиг- .налов функционального цифроаналого- вого преобразователя в выходные сигналы синусной и косинусной обмоток вращающегося трансформатора осуществляется с помощью генератора несущей частоты через две пары работающих в противофазе ключей и парафазно включенных усилителей. Для исключения переходных процессов, вызванных перекоммутацией 1$:лючей, на выходной обмотке СКБТ последняя включается в цепь электропривода через ключ-прерыватель, который управляется от генератора несущей частоты синхронно с коммутацией ключей. 1 ил, 1 з.п. ф-лы. i ю 00 ГчЭ со ю 00

Составитель Е.Замолодчиков Редактор В.Данко Техред М.Ходанкгч Корректор М.Максимишинец

Заказ 7286/58 Тираж 899Подписное

ВНИИПИ 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