ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД — УГОЛ Советский патент 1973 года по МПК G05D3/12 H03M1/66 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в устройствах управления, регулирования и контроля с помощью упраВляюш;их цифровых вычислительных машин (УЦВМ), в том числе в вычислительных устройствах авианионных тренажеров и моделирующих стендов.

Известен преобразователь код - угол, у которого отработка угла, задаваемого кодом УЦВМ, осуществляется следящей системой с круговым четырехотводным потенциометром в цепи обратной связи. Для поворота выходного вала на неограниченный угол в схеме предусмотрена коммутация отводов кругового потенциометра и коммутация обмотки возбуждения исполнительного двигателя.

Однако в таком устройстве необходима коммутация и в сильноточной цепи исполнительного двигателя. Кроме того, это устройство не обеспечивает высокой точности отработки угла, задаваемого кодом УЦВМ, так как все разряды преобразователя код - напряжение используются в диапазоне отработки угла 90°, т. е. в пределах квадранта.

Цель изобретения - повышение точности работы и упрощение устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены источник двухполярного напряжения с заземленной средней точкой, двухпозиционный

переключатель и сдвоенные двухпозиционные переключатели. Источник двухполярного напряжения подключен через двухпозиционный переключатель к входу питания преобразователя код - напряжение и через последовательно соединенные первый и второй сдвоенные двухпозиционные переключатели к отводам кругового линейного четырехотводного потенциометра. Управляющие входы двухпозиционного и сдвоенных двухпозиционных переключателей подсоединены к шинам трех старших разрядов кода УЦВМ, а управляющие входы преобразователя код - напряжение- к шинам младших (с 1-го по п-3-й)

разрядов кода УЦВМ.

Это дает возможность отказаться от коммутации в цепи исполнительного двигателя и использовать преобразователь код - напряжение в диапазоне углов О-45°, т. е. в пределах октанта.

На фиг. 1 показана функциональная схема цредлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы изменения напряжения, управляющего переключателями.

Двигатель 1, усилитель 2, круговой линейный четырехотводный цотенциометр 3 и схема 4 сравнения образуют следящую систему. Управляющие напряжения в следящую систему поступают с преобразователя 5 код - напряжение, который питается от источника 6 двухполярного напряжения через переключатель 7, изменяющий полярность напряжения питания преобразователя. Переключатель 8 изменяет на 90° точки нодключения лотенциометра 3 к источнику двухполярного напряжения, а переключатель 9 - полярность .подаваемого на потенциометр питающего напряжения.

Управление переключателями 7, 8 и 9 осуществляется с помощью трех старших разрядов кода, выдаваемого УЦВМ. Младшие разряды кода преобразуются преобразователем 5 в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна значению кода этих разрядов.

Нанравление вращения выходного вала преобразователя код - угол (перемещения подвижного контакта потенциометра) определяется полярностью напрял :ения рассогласования на выходе схемы сравнения, а угол поворота- величиной управляющего напряжения Uy на выходе преобразователя 5. Положение переключателя 9 определяет полукруг, а положение .переключателя 8 - квадрант в этом полукруге, в пределах которого следящая система обладает устойчивостью, положение .переключателя 7 - октант в пределах выбранного переключателями 9 и 8 квадранта. Нанример, если подвижный контакт потенциометра при положительной полярности напряжения рассогласования +Af/y перемещается по часовой стрелке, то при указанном на фиг. 1 положении переключателей 7, 8 и 9, которое условно можно считать «нулевым, следящая система оказывается устойчивой в дианазоне углов 315-360°. При переключении переключателя 7 во второе положение, которое в отличие от предыдущего нулевого можно назвать «единичным, следящая система обладает устойчивостью в диапазоне углов О-45°. Так как три старших разряда кода, выдаваемого УЦВМ, используются для унравления ноложением переключателей 7, 8 и 9 н определяют номер октанта, в пределах которого должен находиться искомый угол а, то отработанное значение угла в пределах од-станта определяется величиной Uy, число дискретных значений которого равно , где п - число разрядов кода, выдаваемого УЦВМ. В качестве потенциометра 3 применен потенциометр с линейной зависимостью выходного напряжения от угла поворота подвижного контакта. В этом случае значения младших разрядов - с 1-го по (п-3)-й - кода УЦВМ также должны быть пропорциональны углу поворота в пределах октанта, как это показано в таблице. В этой же таблице занисап код каждого октанта (соответственно значению трех старших разрядов кода, выдаваемого УЦВМ); нуль в разряде кода усл,овно означает, что соответствующий переключатель занимает положение, показанное на фмг. 1.

Цифры внутри кругового потенциометра соответствуют значениям углов на графиках

фиг. 2.

В исходном положении нереключателей, что соответствует коду старших разрядов 000 ..., следящая система устойчива в восьмом октанте. Младщне разряды кода УЦВМ управляют

работой преобразователя код - напряжение, который выдает постоянное напряжение, пролорциональное значению этих разрядов. Согласно таблице оно пронорционально углу - (360° - ее). Это напряжение является управляющим Uy п подается на вход схемы сравнения. На другой вход этой схемы поступает напряжение обратной связи, снимаемое с потенциометра. Если напряжение обратной связи не компенсирует нанряжение С/у, то на выходе

схемы сравнения появляется сигнал рассогласования, который после усиления поступает на двигатель. Двигатель перемещает движок потенциометра до тех пор, пока напряжение обратной связи не скомпенсирует нанряжение

fJ-if, и следящая система приходит в устойчивое состояние. Изменение значения кода младшнх разрядов приводнт к изменению напряжения f/y и появлению на выходе схемы сравнения сигнала рассогласования. Следящая

система отрабатывает сигнал рассогласования до нуля, т. е. выходной вал преобразователя оказывается повернутым на новый угол а, находящийся в этом же октанте. При изменении значения кода УЦВМ в

(п-2)-м разряде (код старщих разрядов 001...) меняется полярность напряжения следящая система находится в устойчивом положении только в первом октанте. Прохождение сигналов и отработка рассогласования

происходят точно также.

Если код УЦВМ изменяется в (п-1)-м разряде (код старщих разрядов 011 ...), то переключатель 8 подключает источник двухнолярного напряжения к другой паре отводов потендиометра, пространственно смещенных но отнощению к первой паре на 90°, и следящая система устойчиво работает в соседнем .квадранте (45-135°). При коде старших разрядов 011 следящая система устойчива в третьем октаите (90-135°).

С изменением разряда кода УЦВМ (например, код старших разрядов принимает

значение 111) переключатель 9 занимает

другое положение полярность напряжения обратиоГ) связи меняется на обратную. Сигнал рассогласования отрабатывается следящей системой, занимающей устойчивое состояние, когда выходпой пал оказывается повернутым на угол а, находящийся в другом полукруге (седьмом ок .аите).

Точность задания угла поворота выходного вала - ад в предлагаемом устройстве определяется «ценой младшего разряда кода УЦВМ, наиример ири двенаддат разрядном коде УЦВМ, три старших разряда которого используются определения октанта, а девять младших - для управления ПКН, осдЯ: 5,27. Точность отработки заданного угла оиределяется чувствительностью и точностью следящей системы, а также точностью работы преобразователя код - напряжение и потенциометра в цепи обратной связи.

Предмет изобретения

Преобразователь код - угол, содержащий преобразователь код - напряжение, управляющие входы которого подключены к щинам разрядов кода УЦВМ, а выход - к .первому входу схемы сравнения, выход которой через усилитель подключен к двигателю, на валу

которого установлен круговой линейный четырехотводный потенциометр, движок которого подключен к второму входу,схемы сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точиости работы и упрощеиия устройства,

в него введены источник двухполярного наиряжения с заземленной средней точкой, двухпозиционный переключатель и сдвоенные двухпознционные переключатели, причем источник двухполярного напряжения иодключен

через двухпозиционный переключатель :к входу питания преобразователя код-напряжение и через последовательно соединенные первый и второй сдвоенные двухпозиционные переключатели к отводам кругового линейного

четырехотводного потенциометра, управляющие входы двухпозиционного и сдвоенных двухпозиционных переключателей подключены к шинам трех старших разрядов кода УЦВМ, управляющие входы преобразователя

код-напряжение подключены к шинам младших (с 1-го по п-3-й) разрядов кода УЦВМ.

fu разря)

hod

суцвп

Т г 1 - --j 04590135 SO225 45.5 225

0 270 J/5 270 315