Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления при форми. ровании функциональной зависимости от уг-. ла поворота вращающегося вала, в частности при формировании составляющей веса рукоятки мехлопаты от угла поворота барабана напорного механизма.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин-датчик, блок фазочувствительных выпрямителей, компараторы, блок формирования управляющих импульсов, блок определения сертора, коммутатор, блок подбора кода, ревеГрсивные счетчики, коммутаторы кодов, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, выпрямитель, блок сравнения, элемент И, генератор тактовых имп ульсов и трансформатор питания 1.

Недостатками преобразователя являются его узкие функциональные возможности.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно подключенные к генератору импульсов делитель частоты, формирователь синусоидая ного напряжения, фазовращатель, формирователь фазового импульса, элементы И, триггер, блок коэффициентов, блоки при-; ращения угла, нереверсивный счетчик, элемент НЕ и реверсивный счетчик. Преобразователь обеспечивает - возможность формирования линейной функции параллельно с про,цессом развертки в делителе частоты разрядной щкалы по времени 2.

Однако у известного преобразователя узкие функциональные возможности, так как

10 обеспечивается формирование кода лишь линейной функции угла.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя при повышении его быстродействия путем обеспечения формирования кода любой нелинейной функции угла в процессе его измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательугла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные

20 генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход-которого соединен с одним входом блока элементов И, реверсивный и нереверсивный счетчики и блок коэффициентов, введены дополнительный делитель частоты, блок сравнения кодов, запоминающее устройство и дешифратор, а нереверсивный счетчик выполнен дополнительным реверсивным, входы дешифратора соединены с выходами делителя частоты, первый и второй выходы дешифратора соединены с первым и вторым входами дополнительного реверсивного счетчика, третий выход дешифратора соединен с первым входом реверсивного счетчика, четвертый выход дешифратора соединен с вторым входом реверсивного счетчика, третьим входом дополнительного реверсивного счетчика и входом блока коэффициентов, выход которого соединен с четвертым входом дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнени.я кодов, вторая группа входов которого соединена с выходами дополнительного делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - с выходом блока сравнения кодов, который соединен с третьим входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с остальными входами блока элементов И, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - график реализуемой функции. Преобразователь угла поворота вала в код, содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, формирователь 3 синусоидального напряжения, фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, блок 6 элементов И, запоминающее устройство (ЗУ) 7, реверсивньш счетчик 8, дещифратор 9, блок 10 коэффициентов, дополнительный реверсивный счетчик 11, блок 12 сравнения кодов, дополнительный делитель 13 частоты. Выходы 14 и 15 дещифратора 9 подключены к реверсивному счетчику И, выход 16 к задатчику углового коэффициента 10 и реверсивным счетчикам 8 и И, а выход 17 - только к счетчику 8, выход 18 блока 12 сравнения кодов подключен к третьему (счетному) входу счетчика 8 и ко второму входу (входу сброса) делителя 13. Преобразователь работает следующим образом. Фазовращатель 4. воспринимает вращение вала контролируемого механизма и напряжение формирователя 3, подключенного к генератору 1 импульсов через делитель 2 частоты. С выхода фазовращателя 4 синусоидальное напряжение сдвинутое по фазе относительно входного на угод (Jt, пропорциональный развороту вала, поступает на формирователь 5 фазового импульса, который выдает сигнал в момент перехода синусоидального напряжения через нуль, например, от положительного значения к отрицательному. Для реализации нелинейной функции f (oft) (фиг. 2) от угла, изменяющегося от cJt О до с максимумом в точке 1, минимумом в точке 3 и точками перегиба 2 и 4, задаются начальным значением углового коэффициента Ко и количеством точек аппроксимации К. При включении генератора 1 импульсы частоты f поступают в делители 2 и 13 частоты, причем одновременно с первым импульсом из блока 10 коэффициентов код Ко переносится в счетчик 11. Первые импульсы частотой f/Ko на выходе 18 блока 12 сравнения кодов появятся по достижении в делителе 13 кода Ко а с приходом на счетный вход 14 счетчика 11 импульсов частотой- г(где N - коэффициент деления делителя 2) частота на выходе 18 будет постоянно снижаться от t/Ko к В момент Kj (точка на фиг. 2 - функция достигла максимума) с выходов 15 и 17 дещифратора 9 поступают сигналы, переключающие щины счетчиков 11 и 8 на «минус, вследствие чего частота на выходе 18 начинает увеличиваться с до J а код счетчика 8 - уменьщается. В точке перегиба 2 сигнал на выходе 15 меняется и переключает щины счетчика 11 на «плюс, вследствие чего частота на выходе 18 начнет уменьшаться до -к-:;гк--iF- -s В „ , ,rf 1 2 3 точке минимума 3 (фиг. 2) потенциалы на выходах 15 и 17 меняются и пер еключают шины счетчика 11 на «минус, а счетчика 8 на «плюс, вследствие чего частота на выходе 18 вновь начинает увеличиваться до и начинает возрастать код счет 0 K|--K2+Ki-K4« чика 8, а после переключения шин счетчика II на «плюс в точке перегиба 4 (фиг. 2) частота на выходе 18 вновь уменьшается до -Ko- KT J lVKi Krrt счетчика 8 продолжает увеличиваться. Таким образом, за период времени Т -уфункция 4(cJt) развертывается по углу OTcJt О ,QИ по времени от нуля до Т, причем код в счетчике 8 каждый раз пропорционален функции cf (cU-t) в момент формирования фазового импульса формирователем 5, благодаря чему за каждый период преобразования Т код функции обновляется и переносится из счетчика 8 в ЗУ 7 импульсом, сформированным формирователем 5. В общем виде код функции ч (i) раyKtcf(u;t)cp,(cJt)t -fj itl Ki tj i - номер характерной точки кривой f(U}i); j - номер импульса частотой -,г KO значение К| в момент срабатывания преобразователя фазового импульса 5. Благодаря сравнительно простому преобразованию угла в К0Д можно аппроксимировать практически любую. функцию (в том числе и линейную) без применения специальных множительных устройств. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота, вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним входом блока элементов И, реверсивный и нереверсивный счетчики и блок коэффициентов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при повышении быстродействия преобразователя, в -него введены дополнительный делитель частоты, блок сравнения кодов, запоминающее устройство и дещифратор, а нереверсивный счетчик выполнен дополнительным реверсивным, входы дещифратора соединены с выходами делителя частоты, первый и второй выходы дещифратора соединены с и вторым входами

дополнительного реверсивного счетчика, третий выход дещифратора соединен с первым входом реверсивного счетчика, четвертый выход дешифратора соединен с вторым входом реверсивного счетчика, третьим входом дополнительного реверсивного счетчика и входом блока коэффициентов, выход которого соединен с четвертым входом дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, вторая груп0па входов которого соединена с выходами дополнительного делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - -С выходом блока сравнения кодов, который соединен с третьим входом реверсивного счетчи5ка, выходы которого соединены с остальными входами блока элементов И, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

№ 525987,кл. G 08 С 9/04, 1974 (прототип).