Устройство для преобразованияКООРдиНАТ Советский патент 1981 года по МПК G06G7/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано, в частности для получения вращающейся со скольжением системы координат при исследовании энергосистем.

Известно устройство, содержащее гармонический преобразователь, запоминанхцие устройства и сумматорял частот 1.

Недостатком этого устройства является невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для преобразования координат, содержащее гармонический преобразователь, фильтр сумматор частот 2 .

Недостаток данного устройства низкое быстродействие и невысокая точность, обусловленные запаздыванием которое создает фильтр при скачкообразном изменении входного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем сумматор частот, первый вход которого соединен с шиной задания частоты скольжения, а второй - с шиной опорной частоты, и гармонический преобразователь входы которого являются входами устройства, гармонический преобразователь содержит три инвертора, четыре ключа, два триггера, два блока масштабирования, два цифроаналоговых преобразователя, первый дешифратор и реверсивный счетчик, а сумматор частот содержит преобразователь напряжение-частота, блок памяти, второй дешифратор и счет0чик, при этом первый вход сумматора частот соединен с входом преобразователя напряжение-частота, выходы положительного и отрицательного скольжения которого подключены к соответст5вующим входам блока памяти, выход которого соединен с первым входом второго дешифратора, выход которого соединен с первым входом счетчика,- второй вход которого соединен с шиной

0 опорной частоты, первый выход счетчика подключен к управляющему входу блока памяти и к второму входу дешифратора, второй выход счетчика соединен со счетным входом реверсивного счет5чика гармонического преобразователя, первый и второй входы устройства через последовательно соединенные соответственно первый и второй инвертор и первый и второй ключ, а также через

0 тоетий и четвертый ключ связан с входом соответственно первого и второго блока масштабирования, их выходы прдключены к первым входам соответственно первого и второго цифроаналогового преобразователя, второй выход первого дешифратора подключен к вход второго триггера, первый выход которого соединен с управляклцими входами первого и второго ключей, а второй выход - с управлякхцими входами третьго и четвертого ключей, выход реверсивного счетчика соединен с вторым входом первого цифроаналогового преобразователя и через третий инвертор с вторым входом второго цифроаналогового преобразователя, выходы цифроаналоговых преобразователей являются выходами устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит гармонический преобразователь 1, инвертор 2 и 2у, ключи 3, 32, 42, блоки 5 и 5 масштабирования, цифроангшоговые преобразователи 6 и 62, триггеры 7 и 6, дешифратор 9, реверсивный счетчик 10, инвертор 11, сумматор 12 частоты, преобразователь напряжение-частота 13, блок 14 памяти, деШИФР0ТОР 15, счетчик 16, входы 17 и 1в, выходы 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

На входы 17 и 18 поступают напряжения, пропорциональные ортогональным составляницим и и Un преобразуемой величины.В устройстве формируются сигналы

Jda d,-nf()t,

V V ° TrUo -icKH, 2) где fo - опорная частота вращения координат, fen частота скольжения, К - коэффициент.

При этом в устройстве используется принцип кусочно-линейного формирования синуса и косинуса с заполнением отрезков ступенчато изменяющимся напряжением. Частота заполнения формируется сумматором частот 12 Приотсутствии скольжения опорная частота f с коэффициентом пересчета (деления) Кд-32 поступают на вход реверсивного счетчика 10.

Входные напряжения Uj и Uq поступают на входы масштабируюедих блоков 5 с инвертированием или прямо в зависимости от того, какой участок синусоиды и косинусоиды воспроизводится. Напряжение на интервале от О до 11/2 формируется работой шестиразрядного реверсивного счетчика 10 от нуля в режиме суммирования импульсов до максимального значения (11111 На участке от к/2 до ft счетчик 10 работает на вычитание. В момент обнуления счетчика 10 происходит переклю

чение прямого значения Uj на инверсное с помощью дешифратора 9, триггера 7 и ключей 3 и 4.

Участок синусоиды от О разбит на 7 отрезков (от нуля до7(/8) , далее равномерно черезТ1/ю. Каждому из них соответствуют определенные кодовые комбинации счетчика 10. При переходе с одного участка аппроксимации на другой производится переключением масштабов в блоках 5 посредством дешифратора 9, приводящее к из енению величины приращения напряжения на выходах цифроаналоговых преобразователей б.

Из-за того, что с выхода инвертора 11 на блок б2 поступает инверсный код, напряжение сдвинуто относительно на 90. Оба напряжения поступают на выход устройства. Переключение реверсивного счетчика 1 с суммирования на вычитание и обратно производится от триггера знака 8.

При наличии напряжения на входе преобразователя 13 на одном из его выходов в зависимости от знака напряжения появляются импульсы,которые поступают в блок памяти 14 и через дешифратор 15 воздействуют на счетчик 16 изменяя его коэффициент пересчета в ту или иную сторону. Так, при отсутствии скольжения коэффициент пересчета равен .

Для обеспечения плавной девиации частоты в ту или иную сторону в пределах 6% от номинала в устройстве производится укорочение или удлинение определенного числа интервалов между импульсами, идущими со счетчика 16, изменением его коэффициента пересчета до или , т.е. на 6%. Число таких изменений интервалов за период выходного колебания и определяет величину девиации выходной частоты.Так, если укорачиваются или удлиняются все интервалы между выходными импульсами счетчика 16, то выходная частота изменяется на 6% Шаг изменения частоты составляет 0,025%, что соответствует наличию только одного измененного интервала из 252, составляющих целый период выходного колебания.

Таким образом, импульсы скольжения преобразователя 13 появляются не чаще чем один раз за период счета ИМПУЛЬСОВ опорной частоты до 32.

При появлении очередного импульса отрицательного скольжения дешифратор 15 переводит счетчик 16 в режим счета до 34 импульсов. После появления выходного импульса счетчика 16 в блок 14 памяти и дешифратор 15 переводятся в исходное состояние. При появлении очередного импульса положительного скольжения возможны две ситуации. В первой импульс появляется раньше чем кодовая комбинация навыходе счетчика 16 достигла 30, В этом случае дешифратор 15 успевает перевести счетчик в режим сче та до 30, после достижения этого числа блок 14 памяти, дешифратор 15 и счетчик 16 переводятся в исходное состояние. Во второй ситуации импуль положительного скольжения появляет ся в интервёше, когда содержимое счетчика 16 составляет 30 или 31, В этом случае нет условий для выработки в дешифраторе управляющего сигнапа для изменения (уменьшения) интервала в текущем периоде счета. Соответствующее укорочение производится в следующем интервале (блок 14 памяти не обнуляется и сохраняет информацию о наличии положительного скольжения на следуюсций период) . Технико-экономический эффект от .использования изобретения обусловлен потребностью в точном и безынерционном преобразовании координат при исследовании переходных процессов в |Сложных энергосистемах. Формула изобретения Устройство для преобразования координат, содержащее сумматор часто первый вход которого соединен с шиной задания частоты скольжения, а второй - с шиной опорной частоты, и гармонический преобразователь, вхо ды которого являются входами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, гармонический преобразователь содержит три инвертора, четыре ключа, два триггера, два блока масштабирования, два цифроаналоговых преобразователя, первый дешифратор и реверсивный счетчик, а сумматор частот содержит преобразователь напряжение-частота, блок памяти, второй дешифратор и счетчик, при этом первый вход сумматора частот соединен с входом преобразователя напряжение-частота, выходы положительного и отрицательного скольжения которого подключены к соответствующим вхолзал блока памяти, выход которого соединен с первым входом второго дешифратора, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с шиной опорной частоты, первый выход счетчика подключен к управляющему входу блока пё1мяти и к второму входу дешифратора, второй выход счетчика соединен со счетным входом реверсивного счетчика гармонического преобразователя, первый и второй входы устройства через последовательно соединенные соответственно первый и второй инвертор и первый и второй ключ,а также через третий и четвертый ключ связан с входом соответственно первого и второго блока масштабирования, их выходы подключены к первым входам соответственно первого и второго цифроаналогового преобразователя, второй выход первого дешифратора подключен к входу второго триггера, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, а второй выход - с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выход ревер- : сивного счетчика соединен с втсфым входом первого цифроаналогового преобразователя и через третий инвертор с вторым входом второго цифроаналогового преобразователя, выходы цифроаиалоговых преобразоцателей являются выходс1ми устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 257157, кл. G 06 G 7/22, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 286360, кл. G 06 G 7/62, 1967 (прототип).