Преобразователь кода в угол поворота вала Советский патент 1987 года по МПК H03M1/68 

систему отработки угла в точном отсчете. Коммутация сигнала рассогласования грубой и точной систем к входу сервоусилителя 17 производится блоком 16, В точном канале преобразователя компенсируется погрешность от

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифрового вычислительного устройства с исполнительными устройствами.

Целью изобретения является расширение диапазона работы преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 линейно изменяющегося кода, первый 2 и второй 3 цифровые сумматоры, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки памяти, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), демодулятор 12, первый 13 и второй 14 синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), элемент 15 сравнения, блок 16 согласования отсчетов, сервоусилитель 17, исполнительный элемент 18 и источник 19 опорного напряжения,

Младшие и старшие разряды входного кода N преобразователя подключены к другим группам входов цифровых сумматоров 2 и 3, соответственн

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 линейно изменяющегося кода вырабатьшает двоичный эквивлент мгновенного угла u) t, который в блоках 4 и 5 памяти преобразуется в коды функций sinwt и cosu, а в ЦАП 8 и 9 - в напряжение возбуждения СКВТ 13 и 14 (ВТ-100) - Vg sinwt и и cosujt соответственно, которые в данном случае работают в режиме фазовращателей и на их роторных обмотках наводятся фазомодулированные напряжения.

Выходное напряжение СКВТ 14 вида и cos ( U) t + d) поступает на аналонеравенства по амплитуде и неортогональности напряжений возбуждения СКВТ 13, неортогональности цифровых сигналов блоков 6, 7, неравенства коэффициентов передачи СКВТ 13 н IWT 10, 11. I ил.

говый вход релейного демодулятора 12, а на управляющий вход его поступает прямоугольное напряжение вида sign sin (ix) t + NC) , которое формируется

в последнем разряде цифрового сумматора 3. После выпрямления и сглаживания входящим в состав демодулятора 12 фильтром нижних частот выходное напряжение демодулятора 12 подключается блоком 16 согласования отсчетов к входу сервоусилителя 17 и затем, после усиления, воздействует на исполнительный элемент 18 таким образом, чтобы путем разворота ротора

СКВТ 13 на угол d свести выходное напряжение демодулятора 12 к нулю. При этом вьтолняется равенство (5t s N(. с точностью до единицы младшего разряда цифрового сумматора 3 грубого

отсчета. Именно к этому сводится роль фазовой следящей системы грубого отсчета, образованной блоками 14, 12,

16,17, 18 и 14,

После того, как выходное напряже-i ние демодулятора 12 уменьшилось до нуля, блок 16 согласования отсчетов подключает к входу сервоусилителя 17 выход элемента I5 сравнения и в работу включается фазовая следящая система (ФСС) точного отсчета, образованная блоками 13, 10, 11, 15, 16,

17,18 и 13.

Фаэомодулированные выходные напряжения СКВТ 13 вида Ut sin (ы t + VK) и Uj cos (tot ) где К коэффициент электрической редукции СКВТ 13, поступают на аналоговые

входы ЦАП 10 и П. После перемножения в ЦАП 10 и 11 на взаимно ортогональные функции и вычитания на выходе элемента 15 сравнения образуется напряжение вида

Bbu

15

-Hliy sinCol.-Nj

I3127A14

Формула изобретения

У-l

2

sin(2i/)t +0/Ц + N) . (I)

Это напряжение содержит постоянную составляющую, пропорциональную разности ух лов заданного входным кодом N| и отработанного с( исполнительным элементом 18, и переменную составляющую двойной частоты, которая подавляется фильтром нижних частот, входящим в состав элемента 15 сравнения. ФСС точного отсчета путем разворота ротора СКВТ 13 обнуляет вькодиое напряжение элемента 15 сравнения, что приводит к равенству

о( и N с точностью до единицы младшего разряда цифровых фазовращателей 2, 6, 11 или 2, 7, 10 независимо от и или и2Анализ выражения (1) показывает, что неравенство напряжений возбуждения СКВТ 13, его коэффициентов трансформации и коэффициентов передачи ЦАП 10 и 11 не приводит к погрешности преобразования.

Неортогональность напряжений возбуждения СКВТ 13, неортогональность его роторных и стаТорных обмоток,неортогональность функций sin(u)t + + Nj) и cos( + N.) цифровых фазовращателей приводит к погрешности преобразования типа смещения нуля, т.е. не зависящий от угла поворота вала, которая компенсируется начальной выставкой СКВТ 13.

Единственным некомпенсируемым источником погре1Ш1ости в данном преобразователе является погрешность отображения синусной зависимости СКВТ, которая и определяет достижимую точность преобразования.

Температурные изменения приводят к смещению нулевого уровня, что устраняется термокомпенсацией.

Таким образом, инструментальная погрешность преобразования в предлагаемом преобразователе определяется только классом точности используемого СКВТ точного отсчета и, как показали экспериментальные исследования, для случая ВТ-100 класса 0,3, инструментальная погрешность преобразования кода в угол поворота вала не превьш1ает 10 , что соответствует информационной емкости двоичных разрядов.

)0

(5

0

5

0

5

0

5

0

5

Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий генератор линейно изменяющегося кода, выходы которого подключены к одной группе входов первого цифрового сумматора, выходы первого и второго блоков памяти подключены к цифровым входам соответственно первого и второго цифроанало- говых преобразователей., аналоговые входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а выходы подключены к первой и второй об- мотКсО-м первого синусно-косинусного вращающегося трансформатора, вал которого кинематически соединен с валом исполнительного элемента, а третья и четвертая обмотки подключены к аналоговым входам соответственно третьего и четвертого цифроанало- гового преобразователей, другая группа входов первого цифрового сумматора является одной группой входов преобразователя, третий и четвертый бло- Kfi памяти, выходы которых подключены к цифровым входам соответственно третьего и четвертого цифроаналого- вых преобразователей, выходы которых подключены к входам элемента сравнения, сервоусилитель, выход которого подключен к входу исполнительного элемента, отличающий ся тем, что, с целью расширения диапазона работы преобразователя, в него введены второй цифровой сумматор, второй синус- но-косинусный вращающийся трансформатор, демодулятор и блок согласования отсчетов, вал первого синусно- косинусного вращающегося трансформатора кинематически связан с валом второго синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первая и вторая обмотки которого соединены с выходами соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, а третья обмотка подключена к первому входу демодулятора, выходы генератора линейно изменяющегося кода подключены к одной группе входов второго цифрового сумматора, другая группа входов которого является другой группой входов преобразователя, а выход подключен к второму входу демодулятора, выходы демодулятора и элемента сравнения подключены к входам блока согласования отсчетов. выход которого подключен к входу

513127416

воусилителя, выходы генератора ли- ков памяти, а выходы первого цифро- нейно изменяющегося кода подклю- вого сумматора.подключены к входам чены к входам первого и второго бло- третьего и четвертого блоков памяти.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи цифрового вычислительного устройства с исполнительными устройствами. С целью расширения диапазона работы в преобразователь, содержащий генератор 1 линейно изменяющегося кода, первый 2 цифровой сумматор, первый N 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки памяти, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 цифроанало- говые преобразователи (ЦАП), первый синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 13, элемент 15 сравнения, сервоусилитель 17, исполнительный элемент 18 и источник опорного напряжения 19, введены второй цифровой сумматор 3, демодулятор 12, второй СКВТ 14 и блок Ч 6 согласования отсчетов. Младшие и старщие разряды входного кода N преобразователя подключены к другим группам входов цифровых сумматоров 2 и 3 соответственно. СКВТ 13 и 14 работают в режиме фазовращателя. Блоки 14,12, 16, 17 и 18 образуют фазовую следящую систему отработки угла в грубом отсчете. Блоки 13, 10, 11, 15, 16, 17 и 18 образуют фазовую следящую i СЛ со ND -vj 4