Устройство для контроля преобразователя угол-код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к автоматик и приборостроению и может быть использовано в цифровых системах управления и измерения.

Целью изобретения является повьше ние точности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для контроля пробразователя угол - код; на фиг. 2 - схема первого элемента сравнения.

Устройство для контроля преобразователя угол - код содержит счетчик 1, сумматоры 2-4, регистры 5-7, элементы 8-12 сравнения, элементы И 13, 14, счетчик 15, триггер 16, элемент ИЛИ 17, входы 18-22 устройства, выходы 23-26 устройства, входной вал 27, элемент 28 задержки, преобразователь 29 угол - код; счетчик 1 счет- ный вход 30 и обнуляющий вход 31, элемент 12 сравнения - входы 32, 33 и выходы 34, 35.

Элемент 12 сравнения содержит элементы И 36, 37 и элемент НЕ 38.

Устройство работает следующим образом.

На вход 22 устройства подается импульсный сигнал Начало работы, который поступает на вход триггера 16, переводя его в состояние 1, при этом сигнал 1 с выхода триггера 16 поступает на выход 24 устройства как сигнал Контроль не производится. Одновременно с сигналом Начало работы на входе 22 на вход 20 начинают поступать тактовые импульсы с частотой f;опроса преобразователя 29, интервал времени между которыми обозначим через t . Эти импульсы проходят через элемент И 14, открытый по сигналу 1 триггера 16, и поступают на вход счетчика 15. После поступления 4-го импульса счетчик 15 на своем

Рассмотрим случай вращения, на пример, от программного управляем привода, у которого в любой момен времени известны максимальные зна чения величин и q , рассчитанн для текущего момента управления,

50

выходе формирует сигнал 1, который, 45 торое обозначим через Cf, поступая на вход триггера 16, переводит его в состояние О, закрывая элемент И 14. Таким образом, сигнал 1 на выходе 24 информирует до 4-го опроса ПР1 о том, что контроль не производится. Обозначим через (; код преобразователя 29, поступающий по i-му тактовому импульсу, где i - порядковый номер импульса, начиная с 1-го. С выхода преобразователя 29 код q). поступает на вход регистра 5, с выхода которого по следующему тактовому импульсу (уже как , ) он поступает на один вход сумматора

55

Эти величины подаются соответстве на входы 18 и 19 устройства. На в 21 устройства поступает сигнал 1 в том случае, если входной вал 27 преобразователя 29 не вращается. щение считается отсутствующим в том случае, когда за время n t код образователя 29 изменяется менее на единицу младшего разряда прео разователя (где п - количество сч ных импульсов, поступающих на вход 30 счетчика 1), при котором на вы де счетчика 1 устанавливается сиг 1. Рассмотрим различные случаи

2, на другой его вход-поступает сформированный в текущий момент опроса преобразователя 29 код tf; . Сумматор 2 рассчитывает первую производную от ip, в масштабе, соответствующем тому, что за единицу времени принимается интервал времени 17 :

У, Ч ,-Ч ;.,-(1)

С выхода сумматора 2( поступает на входы регистра 6 и сумматора 3, которые работают аналогично сумматору 2 и регистру 5, формируя на выходе сумматора 3 вторую производную от tp; , Ч Ч;-Ч;м . (2)

Код (-Р; поступает на сумматор 4 и регистр 7, где аналогично на выходе сумматора 4 формируется

.,(3)

В связи с тем, что каждый из регистров 5-7 задерживает код на один такт, на выходе сумматора 4 будет сформирован достоверный код ср только в момент поступления четвертого тактового импульса, чем и определяется упомянутая выдача на выход 24 сигнала, информирующего о выполнении контроля. Преобразователь 29 контролируется в процессе его вращения, выполняемого через входной вал 27. Привод, осуществляющий вращение, в силу специфических характеристик его конструкции может развивать определенные максимально возможные значения cf, и cf , которые обозначим через

-Рмакс Ч wane

Рассмотрим случай вращения, например, от программного управляемого привода, у которого в любой момент ремени известны максимальные знаения величин и q , рассчитанные ля текущего момента управления, ко

торое обозначим через Cf,

Эти величины подаются соответственно на входы 18 и 19 устройства. На вход 21 устройства поступает сигнал 1 в том случае, если входной вал 27 преобразователя 29 не вращается. Враение считается отсутствующим в . том случае, когда за время n t код преобразователя 29 изменяется менее чем на единицу младшего разряда преобразователя (где п - количество счетных импульсов, поступающих на вход 30 счетчика 1), при котором на выходе счетчика 1 устанавливается сигнал 1. Рассмотрим различные случаи работы устройства при исправном и неисправном преобразователе 29.

1. Пусть преобразователь 29 исправен и при вращении входного вала 27 чередование кода происходит правильно.

Элементы 8 и 10 сравнения сравнивают величины /cfj/ и /qi-/ , поступающие соответственно на их входы, с по стоянной величиной ср s предварительно записанной в элемент 8 сравнения, Ч мгжс предварительно эапи

санной в элемент 10 сравнения. Так KaK/q-JtCf, и/tfjtq, на выходе элементов 8 и 10 сравнения формируются сигналы О, поступающие на выход 26 устройства как информация о том, что преобразователь исправен. Элемен 9 сравнения сравнивает величину /ср, / f Aon поступающей каждьш так опроса преобразователя 29 на лход 18 устройства. При этом на выходе элемента 9 сравнения формируется сигнал О, поступающий на выход 23 устройст- ва и информирующий об исправности преобразователя 29.

Аналогично элемент 1 сравнения вырабатьшает такой же сигнал при сравнении величины tp , поступающей на вход 19 устройства, с /С|,/ .

Элемент 12 сравнения формирует на выходе импульсный сигнал 1. Количество этих сигналов считает счет- чик I.

Если cf; 0, ТО С выхода сумматора 2 на вход элемента 12 сравнения поступает код О, при этом на выходе его формируется импульсньп сигнал 1, поступающий на вход 30. Количество этих сигналов считает счетчик 1. Если это состояние продолжается в течение времени, равного п тактам, поступающим на вход 20, то на выходе счетчика 1 устанавливается сигнал 1. Однако так как при этом на вход элемента И 13 с входа 21 поступает .сигнал О, информирующий об отсутствии вращения вала 27 преобразователя 2, то на выходе элемента И 13 фо мируется сигнал О, информирующий об исправности преобразователя 29.

Если Cf j 0, то на вьгходе элемента 12 сравнения формируется сигнал 1, поступающий на вход 31 и обнуляющий счетчик 1, формируя на выходе сигнал О. Таким образом, сигнал I, поступающий с входа 21 на вход элемента 13, не проходит на его выход.

g

ю

15

20 25

Д90004

2. Пусть преобразователь 29 неисправен. Неисправность его выражается в том, что при вращении входного вала 27 чередование кода происходит неверно.

Введем понятие скачка в чередовании кода (далее в тексте скачок) - величины, равной разности между неправильными и правильными значениями кода преобразователя 29 в i-й момент времени.

Для иллюстрации работы устройства при неправильном чередовании кода преобразователя 29 в таблице приведено чере- дование кода при вращении преобразователя по закону tf t , где t - время, измеренное в тактах, поступающих на на вход 20 устройства.

Как видно из таблицы, на восьмой такт преобразователь 29 формирует неправильный код 360 вместо 343 (значения, которые должны получиться при правильной работе преобразователя, в таблице заключены в скобки). При этом скачок равен 17 единиц дискретности преобразователя 29. Прочерк в таблице поставлен в случаях, когда в начале работы значения не определены.

В рассматриваемом нами случае неисправности преобразователя 29 в зависимости от величины скачка могут срабатьшать следующие элементы сравнения (при этом на выход этих элементов поступает сигнал I):

элемент 8 сравнения, если

/Ч ;| Ч /«с;.с J

9 сравнения, если

lQ.h.Aon 10 сравнения, если

/tf .h

II сравнения, если

| Lpj7M,aKC

(4)

(5)

(6)

(7)

При малой величине скачка в чередовании кода, когда не выполняются соотношения (А),(6), вьшолняется одно- из соотношений (5),(7) или оба эти соотношения. При этом с выхода соответствующего элемента 9, II сравнения сигнал 1 поступает на выход 23 устройства как сигнал, информирующий о сбое, который достоверен только в том случае, если вращение вала 27 происходит правильно, т.е. в соответствии с подаваемыми на входы 18 и 19 величинами.

В том случае, если хотя бы одна

15 входного вала 27 (часто этим кодом является 0). При этом п импульсньос сигналов 1 поступят с выхода эле- ,мента 12 сравнения на счетный вход

. 30 счетчика I, выходной сигнал 1

20 которого пройдет череэ элемент И 13, открытый по сигналу 1 на входе 21 устройства, и поступит на вькод 25 устройства как сигнал, информирующий о эалипании кода преобраэователя 29.

25

Формула изобретения

В случае большой величины скачка

1. Устройство для контроля преобразователя угол - код, содержащее из величин ср ,.д,,р равна 1 младше- 30 первый регистр, выход которого соеди- го разряда, выявляются скачки любой ен с первым входом первого суммато- величины. nepBbtfi элемент сравнения, триггер, первый элемент И, отличающееся тем, что, с целью повьппе- ния точности устройства, в него введены два счетчика, второй элемент И, два сумматора, два регистра, элемент ИЛИ, элемент задержки и четыре элемента сравнения, второй вход первого 4Q сумматора подключен к информационному входу первого регистра и является

когда выполняется хотя бы одно из соотношений (4),(6), сигнал 1 с вы- 35 хода соответственно элемента 8 или 10 сравнения поступает на ныход 26 устройства, информирующий о сбое. Достоверность этой информации не зависит от достоверности информации (ф, , Ср;д(,„) о вращении вала 27.

При выполнении соотношения (4) всегда выполняется соотношение (5), аналогично при выполнении соотношения (6) всегда выполняется соотношение (7). Это приводит к выдаче в этих случаях сигнала 1 на обоих выходах 23, 26.

При однократном сбое возможна выдача ложной информации о сбое в течение следующих 3 тактов опроса преобраэователя 29 в связи с тем, что регистры 5-7 задерживают код на три такта. Поэтому в течение трех тактов после такта, в котором выявлен сбой, на выходе 24 устрор1ства должен быть

информационным входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого элемента срав- g нения, с первым входом второго сумматора и с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго элемента сравнения, с первым входом третьего элемента сравнения, с первым входом третьего сумматора и с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с входом четвертого элемента сравнения и с первым входом пятого элемента сравнения, выход которого подключен к выходу

50

55

сигнал 1. Это осуществляется следующим образом. При наличии сигнала 1 на .выходе хотя бы одного иэ элементов 8-И сравнения это сигнал проходит череэ элемент ИЛИ 17, эадержи- Бается элементом 28 задержки на время и поступает с выхода элемента 28 эадержки на вход триггера 16, переводя его в состояние 1. Далее элемент И 14, счетчик 15 и триггер 16 работают аналогично описанному выше

Q при поступлении сигнала Начало работы на вход 22.

3. Пусть неисправность преобраэова- теля 29 выражается в эалипании кода - код tf; не меняется при вращении

5 входного вала 27 (часто этим кодом является 0). При этом п импульсньос сигналов 1 поступят с выхода эле- ,мента 12 сравнения на счетный вход

30 счетчика I, выходной сигнал 1

0 которого пройдет череэ элемент И 13, открытый по сигналу 1 на входе 21 устройства, и поступит на вькод 25 устройства как сигнал, информирующий о эалипании кода преобраэователя 29.

Формула изобретения

информационным входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого элемента срав- нения, с первым входом второго сумматора и с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго элемента сравнения, с первым входом третьего элемента сравнения, с первым входом третьего сумматора и с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с входом четвертого элемента сравнения и с первым входом пятого элемента сравнения, выход которого подключен к выходу

третьего элемента сравнения, к первому входу элемента ИЛИ и является первым выходом устройства, выход четвертого элемента сравнения подключен к выходу второго элемента сравнения, к второму входу элемента ИЛИ и является вторым выходом устройства, выход элемента ИЛИ соединен через элемент задержки с первым входом триггера, выход которого является третьим выходом устройства и соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен через первый счетчик с вторым входом триггера, третий вход которого является входом Начало работы устройства, выходы первого элемента сравнения соединены с соответствующими входами второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вхо ;которого является входом сигнала о вращении вала, а выход является четвертым выходом устройства, второй

Составитель Е. Бударина Редактор А, Маковская Техред А.Кравчук Корректоре. Шекмар

Заказ 5200/57Тираж 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

вход третьего элемента сравнения является входом первого сигнала ограничения, а второй вход пятого эленента сравнения является входом второго сигнала ограничения устройства, второй вход первого элемента сравнения подключен к второму входу первого элемента И, входам первого, второго, третьего регистров и является входом тактовых сигналов устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что первый элемент сравнения выполнен в виде двух элементов И и элемента НЕ, входы первого элемента И являются первьм входом элемента сравнения, а выход соединен с первым входом второго элемента И-и входом элемента НЕ, второй вход второго элемента И является .вторым входом элемента сравнения, а вы- ходы элемента НЕ и второго элемента И являются выходами элемента сравнения.

фие.2

Изобретение относится к автоматике и приборостроению и может быть использовано в цифровых системах управления и измерения. Целью изобре22 „нач. 9 fiion тения является повьпиение точности устройства. Для этого в устройство для контроля преобразователя угол - код, содержащее элемент И 13, первый элемент сравнения 8, триггер 16, первый сумматор 2, первый регистр 5, введены два счетчика I, 15, элемент И 14, два сумматора 3,4, два регистра 6,7, элемент ИЛИ 17, элемент задержки 28 и четыре элемента сравнения 9-12. Поставленная цель достигается за счет того, что преобразователь угол - код контролируется по значениям первой, второй и третьей производных от изменения выходного кода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. J ё (П СлЭ 4 СО