Преобразователь кода в угол поворота вала Советский патент 1982 года по МПК G08C11/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА

ВАЛА

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования, а именно к устройствам для преобразования дискретного электрического сигнала в угол поворота вала Известен преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно включенные блок формирования кода задания (цифровую вычислительную машину - ЦВМ), цифровой сумматор, преобразователь код - напряжение, усилитель, двигатель и преобразователь угол - код, кинематически связанный с валом двигателя, цифровой выход преобразователя угол - код соединен со вторым входом цифрового сумматора. В этом преобразователе выходной код ЦВМ в цифровом сумматоре срав нивается с выходным кодом преобразователя угол - код, установленном на валу объекта. Разность кода задания и кода обратной связи (преобразователя угол - код) подается через преобразователь код - напряжение и усилитель на обмотку управления двигателя, который, вращаясь, разворачивает вал преобразователя угол код в сторону уменьшения разностного кода. При нулевом коде на выходе цифровогосумматора двигатель выключается, при этом угол разворота вала преобразователя угол - код соответствует коду задания, сформированному на выходе ЦВМ. Недостатками преобразователя являются сложность конструкции и недостаточно высокая точность. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно соединенные блок формирования кода задания и регистр кода, выход которого соединен с цифровым входом синусно-косинусного делителя напряжения, выход которого через последовательно соединенные блок согласования и усилитель соединен со входом двигателя, вал которого кинематически соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, входная обмотка которого соединена с генератором, а выходные с аналоговыми входами синусно-косинусного делителя напряжения f2}. Недостатки преобразователя - невысокие точность и надежность работы из-за отсутствия информации о фактическом угле поворота вала. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы преобразователя кода в угол поворота вала Поставленная цель достигается .тем, что в преобразователь кода в угол поворота вала, Содержащий блок формирования кода задания, первый регистр кода, выход которого соединен с цифровым входом синусно-косинусного делителя напряжения, выход которого соединен с входом блока согласования, и усилитель, выход которого соединен с входом двигателя, вал которого кинематически соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, вход ная обмотка которого соединена с генератором, а выходные - с аналоговыми входами синусно-косинусного делителя напряжения, введены второй регистр кода, блок формирования импульса, нуль-орган, преобразователь напряжение - частота, переключатель блок формирования коммутационного напряжения и два блока ключей, информационный вход первого из которых соединен с выходом блока формировани кода задания, а выход - с разрядным входом первого регистра кода, управляющий вход первого блока ключей соединен с выходом блока формирования коммутационного напряжения, кото рый соединен с управляющим входом переключателя и одним входом блока формирования импульса, выход блока согласования соединен с ииформационным входом переключателя, первый выход которого соединен с входом уси лителя, второй выход переключателя соединен через нуль-орган с другим входом блока формирования импульса, а через преобразователь напряжение частота - со счетным входом первого регистра кода, выход которого соединен с информационным входом второго блока ключей, управляющий вход которого соединен с выходом блока формирования импульса, а выход - с входом второго регистра кода. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя кода в угол поворота; на фиг. 2 - временные диаграммы работы. Преобразователь содержит генератор 1, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 2, цифровой синусно-косинусный делитель 3 напряжения (цифровой) блок согласования, усилитель 5, двигатель 6, редуктор 7, блок 8 формирования кода задания, первый регистр 9 кода, выполненный в виде реверсивного счетчика, преобразователь 10.напряжение - частота, переключатель 11, выполненный двухпозиционным, первый блок 12 ключей, нуль-орган 13, формирователь И коммутационного напряжения, блок 15формирования импульса, второй блок 16ключей, второй регистр 17 кода. Преобразователь работает следующим образом. При запитке входной обмотки СКВТ 2 переменным напряжением с с частотой iVf) на его выходных обмотках индуктируются ЭДС, величины которых изменяются в функции от углового положения oLo вала (ротора) СКВТ 2 по уравнениямD -Uo iMQ/o , Ui UoCosc o С) Эти сигналы (.1) поступают на соответствующие входы синусно-косинусного делителя 3 напряжения, на цифровой (управляющий) вход которого поступает код Qpc с выхода регистра 9- Выходной.сигнал делителя 3 (сигнал рассогласования Upoc) пропорциональный разности между углом и углом, соответствующим выходному коду Qpc регистра 9, поступает на информационный вход переключателя 11. На управляющий вход переключателя 11 поступает дискретный электрический сигнал (фиг. 2а) с выхода формирователя И коммутационного напряжения, следующий с частотой и. Схема переключателя 11 выбрана таким образом, что при поступлении на управляющий вход (Вх. 2) единичного сигнала с выхода формирователя 1 замыкаются контакты а и б переключателя 11, при этом выходной сигнал рассогласования с выхода делителя 3 напряжения поступает через усилитель 5 (мощности) на обмотку управления двигателя 6. Блок 12 ключей также как и переключатель 11 управляется выходным дискретным сигналом формирователя Ц, причем при единичном сигнале, п ступающем на управляющий вход блока 12 ключей, выходной код блока 8 про ходит через блок 12 ключей на соответствующие разрядные входы регистра 9 а при нулевом управляющем сигнале ключи блока 12 размыкаются и выходной код блока 8 не поступает на разрядные входы регистра 3. Благодаря такому построению преобразователя выходной код Qpc блока по единичному сигналу формирователя I периодически с частотой (t)и длительностью ti() (фиг, 2а) поступает через блок 12 на разрядные входы регистра 9- Соответственно, на выходе делителя 3 устанавливается сигнал рассогласования с дли тельностью -fc и частотой Шц(фиг. 2 Этот сигнал через замкнутые контакты а и б переключателя 11 (при единичном сигнале формирователя 1А) проходит через усилитель 5 мощности на обмотку управления двигателя 6, который, вращаясь, разворачивает вал двигателя 6 в сторону уменьшения сигнала рассогласования. По нулевому сигналу формировател 1, следующему с частотой длительностью (фиг. 2а), переключатель 11 замыкает контакты о/и с, при этом выходной сигнал рассогласования поступает на вход нульоргана 13 и через замкнутые контакты «L и с переключателя 11 - на вход преобразователя Ю, на выходе котор го появляются управляющие импульсы, поступающие на счетный вход регистра 9, выполненного в виде ревер сивного счетчика, и изменяющие его выходной код Qpc в сторону уменьшения сигнала рассогласования. При ну/ вом сигнале рассогласования преобразователь 10 выключается, при этом выходной код регистра 9 соответству ет углу поворота вала СКВТ 2. С помощью блока 15, на входы которого поступают сигналы с выхода формирователя 1 и нуль-органа 13, при нулевом сигнале рассогласования и нулевом сигнале формирователя 1 сформируется разрешающий прохождение кода с выхода регистра 9 через соот ветствующие ключи блока 16 на разря ные входы регистра 17, в котором и фиксируется код, соответствующий угловому положению вала СКВТ 2. Формула изобретения Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий блок формирования кода задания, первый регистр кода, выход которого соединен с цифровым входом синусно-косинусного делителя напряжения, выход которого соединен с входом блока согласования, и усилитель, выхсл которого соединен с входом двигателя, вал которого кинематически соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, входная обмотка которого соединена с генератором, а выходные - с аналоговыми входами синусно-косинусного делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы преобразователя, в него введены второй регистр кода, блок формирования импульса, нуль-орган, преобразователь напряжение - частота, переключатель, блок формирования коммутационного напряжения и два блока ключей, информационный вход первого из которых соединен с выходом блока формирования кода задания, а выход с разрядным входом первого регийтра кода, управляющий вход первого блока ключей соединен с выходом блока формирования коммутационного напряжения, который соединен с управляющим входом переключателя и одним входом блока формирования импульса, выход блока согласования соединен с информационным входом переключателя, первый выход которого соединен с входом усилителя , второй выход переключателя соединен через нуль-орган с другим входом блока формирования импульса, а через преобразователь напряжение - частота со счетным входом первого регистра кода, выход которого соединен с информационным входом второго блока ключей, управляющий вход которого соеди.нен с выходом блока формирования импульса, а .выход с входом второго регистра кода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ахметжанов А.А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М., Энергия. 1975., с. 206, рис. 0-k, 2.Там же, с. ZTt, рис, 10, 11 (прототип).