Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/00 

3

фазового дискриминатора 8. Выходы сумматора 5 и фазового дискриминатора 8 через управляющие усилители 9 и 10 подключены соответственно к первому 11 и второму 12 двигателям, валы которых соединены с соответствующими валами двухполюсных фазовращателей 6 и 7, и узлов 13 и 14 преобразования «угол-код, выходы которых подключены ко входам суммирующего счетчика 15. Вал первого двигателя 11 дополнительно через редуктор 16 соединен с валом приемника 4 угла. Входы дополнительного фазового дискриминатора 17 соответственно соединены с выходами многофазного датчика 2 угла и первого двухполюсного фазовращателя 6, а выход донолнительного фазового дискриминатора 17 соединен с другим входом сумматора 5. Согласование цен оборотов валов, на которых установлены двухполюсный приемник 4 угла и двухполюсный фазовращатель 6, осуществляется через редуктор 16 с передаточным числом, равным 1/Р (Р - число пар полюсов многополюсного датчика 2 угла). Для исключения влияния погрещности трансформаторной передачи датчика 3 угла, приемника 4 угла и редуктора 16 на работу основного канала, состоящего из многополюсного датчика угла 2, двухполюсного фазовращателя 6, фазового дискриминатора 17, сумматора 5, усилителя 9, двигателя И, первый вход сумматора 5 содержит нелинейную цепь с зоной нечувствительности. Корректирующий канал состоит из двухполюсного фазовращателя 7, фазового дискриминатора 8, усилителя 10 и двигателя 12.

Таким образом, в данном устройстве основной канал представляет собой двухотсчетную следящую систему с фазовой следящей системой в точном отсчете, корректирующий канал представляет собой одноотсчетную фазовую следящую систему.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. В исходном состоянии датчики 3 и 2 угла, приемник 4, фазовращатели 6 и 7 находятся в согласованном положении, причем выходной код узла 13 преобразования «угол-код соответствует положению входного вала 1, а выходной код узла 14 преобразования «угол-код равен нулю. При повороте входного вала на угол а вал первого двухполюсного фазовращателя 6 повернется па угол р, равный

(а + А«) + А,

где Да - погрещность многополюсного датчика 2 угла;

Аф - инструментальные погрещности первого двухполюсного фазовращателя 6.

После обработки заданного угла фазовый сдвиг между входными напряжениями Uc, UQ (см. чертеж) фазового дискриминатора

17 основного канала равен 90°. На суммирующий счетчик 15 е основного канала по ступит числовой эквивалент, пропорциональный

А - а

Да -;- ,

Р

а с корректирующего канала - числовой эквивалент, равный нулю. Суммарный числовой эквивалент углового положения входного вала 1 на выходе счетчика будет равен N.

Поскольку фазовое соотнощение между входными напряжениями дискриминатора

17 при различных фиксированных положениях входного вала 1 всегда одно и то же, а именно 90°, то ось отработки корректирующей системы (вал фазовращателя 7) всегда сохраняет в статическом режиме нулевое

положение. При отработке воздействия, изменяющегося во времени, фазовое соотнощение между напряжениями Lc и Uo изменяется пропорционально динамической ощибке основного канала и, следовате.тьно,

выходной код угла 13 преобразования «угол-код не соответствует мгновенному положению входного вала 1 на величину этой ощибки. Указапная динамическая ошибка, присутствующая в виде фазового

рассогласования входных сигналов фазового дискриминатора 17, отрабатывается корректирующим каналом, и выходной код узла 14 преобразования «угол-код соответствует динамической ощибке основного капала. Коды узлов 13 и 14 преобразования суммируются в суммир}ющем счетчике 15. Код па выходе счетчика 15 оказывается при этом пропорциопальным угловому положению входного вала 1. Двухполюсные датчики 3 угла и приемник 4 угла в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, предназпачены для самосинхронизации системы в пределах полного оборота входного вала 1 при рассогласовании основного капала более чем на четверть оборота фазовращателя 6. Как не трудно заметить, статическая точность преобразования рассматриваемого устройства определяется точностью основного канала (фазовой следящей системы), который не содержит составляющих погрещностей редуктора и передачи, присущих прототипу. Следовательно, точность устройства в статическом режиме выще, чем у прототипа и определяется двумя составляющими: погрещностью многополюсного датчика 2 угла Да и фазовращателя БАфь Поскольку во входном сигпале корректирующего канала отсутствуют выщеуказанные составляющие погрещности, модуляция пространственных гармоник угловой погрещностп редуктора и инстру.ментальной погрешности трансформаторной передачи датчика 3 угла и приемника 4 угла не вызывает появления высокочастотных

составляющих сигнала ощибки основного

канала. В результате этого значительно снижается флюктуация выходного кода счетчика 15.

Использование второго фазового дискриминатора по описанной в заявке схеме, выгодно отличает предлагаемый преобразователь от прототипа, так как флюктуации выходного кода уменьшаются в 3-5 раз и в 1,5-2 раза снижается статическая погрешность преобразования, что позволяет расширить область применения преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий связанные с входным валом многополюсный и двухполюсный датчики угла, выход двухполюсного датчика угла через приемник угла подключен к одному входу сумматора, выходы многополюсного датчика угла через двухполюсные фазовращатели подключены ко входам фазового дискриминатора, выходы сумматора и фазового дискриминатора через управляющие усилители подключены соответственно к первому и второму двигателям, валы которых соединены с соответствующими валами двухполюсных фазовращателей и узлов преобразования «угол-код, выходы которых подключены ко входам суммирующего счетчика, вал первого двигателя дополнительно через редуктор соединен с валом приемника угла, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный фазовый дискриминатор, входы которого соответственно соединены с выходами многополюсного датчика угла и первого двухполюсного фазовращателя, а выход - с другим входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Сборник статей «Элементы цифровых систем управления. Под редакцией

В. А. Мясникова. Наука, ЛО АН СССР, 1971, с. 158-159.

2.Авторское свидетельство СССР № 610148, кл. G 08С 9/04, 1974.

Чп