Преобразователь кода в угол поворота вала Советский патент 1988 года по МПК H03M1/66 

1U39740

Изобретение относится к автоматике, и вычислительной технике и может быть использовано для связи вычислительных устройств с испол1€ительными элементами.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя путем сокращения числа блоков в измерительном тракте.IQ

На чертеже представлена структурная схема прербразователя.

Преобразователь кода в угол поворота вала содержит регистры 1 и 2, блоки 3 и 4 преобразования кода в код, цифроаналоговый преобразователь 5, дешифратор 6, источник 7 опорного напряжения, исполнительный элемент 8, переключатель 9, синусно-косинусный датчик (СКД) 10, ключи 11 и 12, аналоговый инвертор 13. Блоки 3 и 4 и дешифратор 6 могут быть выполнены в виде блоков постоянной памяти.

Преобразователь кода в угол поворота вала работает следующим образом. 25

Входной код угла /з записывается в регистры 1 и 2, причем в регистре 1 хранится код младших разрядов угла, а в регистре 2 - трех старших разряния кодов тангенса или котангенса младших разрядов угла /з поступают на цифровые входы ЦЛП 5. На выходе источника 7 опорного напряжения формируется напряжение U переменного тока, которое является опорным напряжением для исполнительного элемента 8 и входным напряжением для ЦАП 5 и переключателя 9.

В зависимости от октанта устанавливаемого угла на синусный U и косинусный Ug входы СКД 10 поступает или напряжение U с выхода источника 15 7 или выходное напряжение ЦАП 5,преобразованное в соответствии с выходным кодом блока 4. Выходные напряжения СКД 10 формируются в соответствии с выражениями

20

UBUXI Uax,iSinc/+ Ujx zcoso/; UBKX Ug, cose/-

Одно из этих напряжений через ключи 11 и 12 или через ключи II и 12 и инвертор 13 поступает на вход исполнительного элемента 8, который вращает вал СКД 10, сводя к нулю рассогласование между с/ и /i. Например, для

35

40

-.,Гч.и X ,ч

Up --- sin(o(- р).

дов. Регистр 2 управляет дешифратором ЗО первого октанта напряжение рас- 6 и выдачей в зависимости от октанта, в котором находится устанавливаемьш угол прямого или обратного кода с выхода блока 3 преобразования кодов на адресный вход блока 4, Дешифратор 6 функционирует согласно табл. 1. Выходные сигналы дешифратора 6 управляют состоянием переключателя 9 и ключей 11, 12 (старший разряд - переключателем 9,,средний - ключем П, младший - ключем 12).

Состояния переключателя 9 и ключей 11 и 12 изображены при коде 000 на управляющих входах. Содержимое каждой п-раэрядной ячейки блока 4 представляет собой значение тангенса кода адреса этой ячейки в пределах от О до 1. С выходов блока 3 преобразования кодов на адресный вход блока 4 поступает прямой код угла р в

1,4, 5, 8 октантах и обратный - в

2, 3, 6, 7 октантах (табл. 2), При

подаче прямого кода на входа блока 4

на его выходе формируется значение

кода тангенса угла /i , заданного

входным кодом в пределах от О до /4,

при подаче обратного кода - значение .

тангенса угла, дополнительного до

f/A, т.е. значение котш генса. Значе45

50

согласования на входе исполнительного элемента 8 равно

Upi KU(sinc(- tg/jcosc/), а для углов четвертого октанта и РФ KU(tg/5 cos с - sinc),

где К - коэффициент пропорциональности.

В общем случае входное напряжение исполнительного элемента 8 можно представить в виде

ку в

где В - коэффициент, значение которого представлено в табл. 2.

При достижении равенства между углом 0 и его кодовым эквивалентом /ь напряжение рассогласования Up принимает нулевое значение. Отработка заданного кода заканчивается.

Точность работы преобразователя определяется погрешностью СКД 10 и ЦАП 5, которое может быть выполнено двухквадрантным.

Формула изобретения Преобразователь кода в угол поворота вала, содержаш;ий первьй и в тоUBUXI Uax,iSinc/+ Ujx zcoso/; UBKX Ug, cose/-

Одно из этих напряжений через ключи 11 и 12 или через ключи II и 12 и инвертор 13 поступает на вход исполнительного элемента 8, который вращает вал СКД 10, сводя к нулю рассогласование между с/ и /i. Например, для

-.,Гч.и X ,ч

Up --- sin(o(- р).

первого октанта напряжение рас-

согласования на входе исполнительного элемента 8 равно

Upi KU(sinc(- tg/jcosc/), а для углов четвертого октанта и РФ KU(tg/5 cos с - sinc),

где К - коэффициент пропорциональности.

В общем случае входное напряжение исполнительного элемента 8 можно представить в виде

ку в

где В - коэффициент, значение которого представлено в табл. 2.

При достижении равенства между углом 0 и его кодовым эквивалентом /ь напряжение рассогласования Up принимает нулевое значение. Отработка заданного кода заканчивается.

Точность работы преобразователя определяется погрешностью СКД 10 и ЦАП 5, которое может быть выполнено двухквадрантным.

Формула изобретения Преобразователь кода в угол поворота вала, содержаш;ий первьй и в торой регистры, входы которых являются входами преобразователя, первьв и второй выходы второго регистра подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, выходы первого регистра подключены к группе входов первого блока преобразования кода в код, один вход которого соединен с вторым выходом второго регистра, а выходы через другой блок преобразования кода в код подключены к цифровым входам цифроаналогового преобразователя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к аналоговому входу цифроаналогового преобразо вателя и одному входу исполнительного элемента, вал исполнительного элемента является выходом преобразователя и кинематически связан с валом синусно-косинусного датчика, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности и упрощения преобразователя, в него введены пе0

5

0

реключатель, два ключа и аналоговый инвертор, первьй, второй и третий выходы дешифратора подключены к управляющим входам соответственно переключателя, первого и второго ключа, выходы источника опорного- напряжения и цифроаналогового преобразователя подключены соответственно к первому и второму информационным входам переключателя, выходы переключателя подключены к входам синусно-косинусного датчика, выходы которого подкпючены к информационным входам второго ключа, выход второго ключа непосредственно и через аналоговый инвертор подключен к информ-ационным входам первого ключа, выход которого подключен к другому входу исполнительного злемента, третий выход второго регистра подключен к третьему входу дешифратора и другому входу первого блока преобразования кода в код,

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи вычислительных устройств с исполни- телышми элементами. С целью повьше- ния точности и упрощения преобразователя путем сокращения числа блоков в измерительном тракте в преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий регистры 1 и 2, блоки 3 и 4 преобразования кода в код, цифроанаJL логовый преобразователь (ПАП) 5, дешифратор 6, источник 7 опорного напряжения, исполнителыаш элемент 8, синусно-косинусный датчик (СКД) 10, введены переключатель 9, ключи 11, 12, аналоговьп инвертор 13. Входной код записывается в регистры 1 и 2, Старшие разряды входного кода с выхода регистра 2 через дешифратор 6 управляют переключателем 9 и ключами 11, 12. Младшие разряды входного кода в блоках 3 и 4 преобразуются в код тангенса, который в ЦАП 5 преобразуется в напряжение. Выходные напряжения ЦАП 5 и источника 7 через переключатель 9 поступают на входы СКД 10, одно КЗ выходных напряжений которого через ключи 11, 12 и аналоговый инвертор 13 поступает на исполнительный элемент 8, разворачивая вал СКД 10 до устранения рассогласования между выходным углом и входным кодом. 1 ил., 2 табл. S (Л с 4 со со -vj N(;

Входной код дешифратора

000 001 010

ол

100 101 110

111

исходной код дешифратора

111

001 100

о Го

101 011

по

000

Таблица 2

90- 135010

135- 180Oil

180+225100

225+270101

270+315110

315+360111

I

й

-ctg/}-sinp

-tg/5cos /i

tg/icos/3

ctg psin/)

-ctg/}sinp

-tg/j-cos p