Преобразователь кода в угол поворота вала

наяпан ентно-техничеснал О П " Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ п 1)703903 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. К . Н 03 К 13/02 Государственный квинтет СССР пе делам нзеаретеннй н открытей(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА 1Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и можетбыть применено в устройствах вывода информации управляющих цифровых вычислительнь 1 х машин (УЦВМ) в тех случаях, когда УЦВМ управляет поворотом вала какого-либо устройства,Известно устройство вывода информации от ЦВМ, в котором для преобразова-ния кода УЦВМ в утол поворота вала управляемого механизма используется линейный преобразователь код-напряжение (ПКН), 10с выхода которого снимается напряжение,вырабатываемое путем линейного преобразования тригонометрических кодов, поступающих от УЦВМ 1.Вычисление тригонометрических функций задаваемого угла в составе УЦВМ снижает производительность УЦВМ при большом числе каналов преобразования и сужаетобласть применения такого устройства.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для преобразования кода в угловоеположение вала, содержащее исполнительный механизм, включающий в себя дат 2чик углового положения вала индукционной следящей системы, выходы которого непосредственно и через инвертирующие усилители соединены со входами переключателя октантов, регистр кодов и регистр уп равления, выходы которого соединены со входами переключателя октантов, один из выходов которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу линейного преобразователя код-напряжение, а выход через сервоусилитель соединен с первым входом иСполнительного механизма, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения 12 .Для нормальной работы этого устройства УЦВМ определяет октант, в котором находится задаваемый угол, и вычисляет в зависимости от октанта коды, пропорциональные тангенсу и котангенсу задаваемого угла.Потребность в устройстве для вычисления тригонометрических функций задаваемого угла существенно сужает область применения известного устройства, а вычисление тригонометрических функций задаваемо3го угла при большом числе каналов преобразования снижает производительность УЦВМ.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.Этодостигается тем, что в предлагаемое устройство введены суммирующий усилитель и преобразователь кодов, выходыпереключателя октантов соединены соответ. -ственно со входами суммирующего усилите " лй;"выход- которого подключен к первомувходу линейного преобразователя код-напря жеййе, выходы регистра управления и регистра кодов соединены со входами преоб"разователя кодов, выход которого подключен ко второму входу линейного преобразователя код-напряжение. При этом отпадает необходимость в вычислении тригоно "метрйческих кодов задаваемого угла в сос:тав УЦВМ, что позволяет расширить область применения предлагаемого устройства и повысить производительность УЦВМ при большом числе каналов преобразования.На чертеже приведена структурная схема преобразователя кода в угол поворота вала.Устройствосодержит источник 1 опор-" " " ного напряжения, исполнительный механизм 2, инвертирующие усилители 3, 4, регистр 5 управления, переключатель 6 октантов, суммирующий усилитель 7, регистр 8 кодов, преобразователь 9 кодов, линейный преобразователь 10 код-напряжение (ПКН), блок 11 сравнения, сервоусилитель 12,Исполнительный механизм 2 содержит всвою очередь аналоговый датчик 13 уг"лового положения вала индукционной следящей системы, а переключатель 6 октантов состоит из ключей 14 - 21.Преобразователь кода в угловое положение вала работает следующим образом.На входы переключателя 6 октантов поступают парафазные напряжения с выходов аналогового датчика 13 и инвертирующих усилителей 3 и 4, что необходимо дляобеспечения нормальной работы преобразователя "в диапазбне изменеийя задаваемого угла 0 - 360.Двоичный код задаваемого УЦВМ углазаписывается в регистры 5 и 8 преобразователя; причем в регистре 5 хранятся три старших разряда, а в регистре 8 -- младшие разряды кода угла. Регистр 5 управления управляет состоянием ключей переключателя 6 октантов и выдачей прямого или обратного кода младшйх"разря Рг,"кода задаваемого угла с выхода преобразователя 9 кодов.Выхо,2 иые напряжения переключателя 6 бктантоь,уммируются усилителем 7, с выхода которого сигнал поступает на аналоговый вход преобразователя 10 код-напряжение. При этом одно из слагаемых напряжений должно иметь коэффициент пропорциональности п 1 = 0,4142. Выходное напряжение Ц суммирующего усилителя 7 равно12 =, - , ( .)1 +пЛ 32 ) = 0,7071 ( Б 1+ 0,4142,с)где О 1 и 112 - напряжения на первом и1 е втором входах суммирующего усилителя;(аи- = 0,7071 - коэффициент передачи суммирующего усилителя,Двоичный код, поступающий на входы,15ПКН 10, линейно изменяется от 0 до 1.:., в О, 2, 4, 6 октантах и от 1 до 0 в 1,3, 5, 7 октантах и управляет работой ключей"ЙКН: 10. При этом в ПКН 10 производитсяоперация умножения значения выходногонапряжения суммирующего усилителя на20 числовое значение 1 х 1 кода младших разрядов углового положения вала с(, задаваемого от УЦВМ, Выходное напряжение ПКН 1 О1)ч сравнивается с поступающим на входблока 11 сравнейия напряжением второго25выхода переключателя 6 октантов Ц 2 и навыходе блока 11 сравнения присутствуетрезультирующее напряжение Ъ, равное15 -12 1-Ф "-12 1-31.1 - 0,7071(.11+ 0,4421 г.)1 к 1, (2)ЗОгде 1 х = 0 - 1 - числовое значение младшихразрядов входного кода (внутриоктантное значение угла еГ),Напряжение 1 Л с выхода блока сравнения 11 поступает через сервоусилитель 12 на вхбд исполнительного механизма 2, который вращает аналоговый датчик 13 утлового положения вала индукционной следящей системы до тех пор, пока напряжениерассогласования не станет равным нулю,ао что будет возможно, когда 6 =р+ Кгде 6 - текущее угловое положение вала;- начальная фаза огибающей напряжения 1Таким образом, угол ( + К-, - ,) есть уг 45ловое положение вала после отработки следящей системой заданного рассогласования.При изменении кода УЦВМ в младшихразрядах изменяется величина напряженияна выходе ПКН 10 и следящая система будет отрабатывать появившееся на выходе5 о блока 11 сравнения напряжение до нуля,т. е. исполнительный механизм развернется на новый угол.При изменении кола УВ. в старшихразрядах переклю",гиль, ктантов, уирав 55ляемый регистром,;"; ььл иия, обеспечивает подклю геиис иа и.,.,ы следяьцей сис темы напряжений впало х ного датчика 13,а преобразователь 9 кодо: подает иа 11 КН703903 ь 1. Авторское свидетельство СССРзо М"- 358775, кл. Н 03 К 13/02, 1969. 2. Авторское свидетельство по заявке Мо 2195282/24, кл. Н 03 К 13/02, от 23.12.75. СоставителТехред О. Л Тираж 1060ственного к обретений и - 35, Раушсг. Ужгоро опонаКорректор М. ДемчПодписноеСССРЙд. 4/5роектная, 4 Г, Ановая Редактор Н. КаменскаяЗаказ 7822/47 ЦН И И ПИ Госудапо делам иЫ 3035, Москва, Ж или ал П П П Патент омитетаоткрыти кая наб. д, ул. П 10 код младших разрядов, при этом следяшая система будет устойчивой в другомоктанте.Между углом р и числовым значением 1 Чкода, заданного угла сс сушествует незначительная нелинейная зависимость. Однако,как показывают результаты расчетов и Мо"делирования работы предлагаемого преобразователя с помощью ЭВМ, максимальноеотклонение изменения р от с 1, не превышает34 угловых минут, что в ряде практическихслучаев вполне достаточно.10Применение такого преобразователя особенно эффективно при построении преобразователей кода в угловое положение вала, исполнительный механизм которыхсодержит двухотсчетные аналоговые датчики углового положения. При этом можетбыть достигнута при сравнительно простомустройстве точность порядка одной угловойминуты,Предлагаемый преобразователь код-угол,являясь сравнительно простым устройством, 20позволяет отказаться от вычисления тригонометрических функций утла в составеУЦВМ, что дает возможность повысить производительность УЦВМ при большом числеканалов, Кроме того, такой преобразователь может применяться с любыми другимиисточниками цифровой информации об уг-,ловом положении вала, благодаря чему расширяется область применения преобразователя.Формула изобретенияПреобразователь кода в угол поворотавала, содержащий исполнительный механизм, включающий в себя аналоговый дат.чик углового положения вала индукционной следящей системы, выходы которого непосредственно и через инвертируюшие усилители соединены со входами переключателя октантов, регистр кодов и регистр управления, выходы которого соединены со входами переключателя октантов, один из выходов которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу линейного преобразователя код-напряжение, а выход через сервоусилитель соединен с первым входом исполнительного механизма, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены суммирующий усилитель и преобразователь кодов, выходы переключателя октантов соединены соответственно со входами суммирующего усилителя, выход которого подключен к первому входу линейного преобразователя коднапряжение, выходы регистра управления и регистра кодов соединены со входами преобразователя кодов, выход которого подключен ко второму входу линейного преобразователя код-напряжение,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе