Тригонометрический функциональный преобразователь

/22 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ,Ф С(21) (22) (46) (72) 3639878/24-2401.09.8307.11.84. Бюл,В.Б. ИбрагимовСпециальное конгеофизическоготута геологии А В 41 трукторскоериборостроенияАзербайджанской ю нстСР 681.3(088.8(прототип). ое свидетельство С 067/22, 1969. свидетельство ССС 06 С 1 7/22, 1977 ФУН ржа тор в ерое ивра- упинуснои ающегос авляющи от- . я ви- тора ветствующ да Аункци через пепервым вхкоторого н содазоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) 1. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ЦИОНАЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, соде щий вращающийся трансформатор, р которого механически соединен с ным валом, коммутатор, три группь информационных входов которого с иены соответственно со статорной и косинуснои обмотками трансформатора, групп входов подключена к с им выходам блока задан и, первый выход коммут вый выпрямитель соедин одом блока деления, вых является выходом преоб вателя, второй выход коммутатора соединен с входом второго выпрямителя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения класса воспроизводимых функций, преобразователь содержит блок выбора участка аппроксимации, сумматор и переключатель,при этом выходы первого и второго выпрямителей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствующими входами изменения весовых коэффициентов сумматора,. выход сумматора и выход второго выпрямителя че-рез переключатель соединены с вторым входом блока деления.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок выбора участка аппроксимации сод жит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации, при этом первые входы компараторов объединены и под-, ключены к первому входу блока, второй вход которого соединен с входами делителей напряжения, выход каждого иэ которых соединен с вторым входом соот ,ветствующего компаратора, выходы компараторбв являются выходами блока.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использовано для получения линейной и тригонометрических функций угла поворота вала, механическисвязанного с ротором вращающегосятрансформатора.Известно устройство, содержащеевращающийся трансформатор, ротор которого механически соединен с входным налом, два выпрямителя, блок умно.жения и операционный усилитель, входкоторого подключен к выходам второговыпрямителя и блока умножения, а выход - к первому входу блока умножения 15и к выходу устройства, входы первогби второго выпрямителей соединены ссинусной и статорной обмотками вращающегося трансформатора, а выходпервого выпрямителя - с вторым входом блока умножения 1 .Недостатком данного устройстваявляется ограниченность его функциональных возмбжностей, так как оно воспроизводит только косекансную функциональную зависимость.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, содержащее вращающийся трансФорматор, ротор которого механически З 0соединен с входным валом, коммутатор,три группы информациойных входов которого соединены соответственно состаторной синусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, Згруппа управляющих входов подключенак соответствующим выходам блока задания вида функции, а выходы соединены с входами первого и второго выпрямителей, и блок деления, входыкоторого подключены к выходам первого и второго выпрямителяОднако известное устройство не может быть использовано для получениялинейной Функции угла поворота вала,часто встречающейся на практике,чтоограничивает класс воспроизводимыхим Функций,Цель изобретения - расширение клас 1са воспроизводимых функций. 0Цель достигается тем, что тригонометрический функциональный преобра.зователь, содержащий вращающийсятрансформатор, ротор которого механически соединенс входным валом, 55коммутатор, три группы информационных входов которого соединены соответственно со статорной, сннусной и косинусной обмотками вращающегося трансформатора, группа управляющих входов подключена.к соответствующим выходам блока задания вида Функции, первый выход коммутатора через первый выпрямитель соединен с первымвходом блока деления, выход которогоявляется выходом преобразователя,второй выход коммутатора соединен свходом второго выпрямителя, содержит блок выбораучастка аппроксимации, сумматор и переключатель, при этом выходы первого и второго выпрямнтелей соединены с соответствующими входами блока выбора участка аппроксимации и с информационными входами сумматора, выходы блока выбора участка аппроксимации соединены с соответствующими входами изменения весовых коэффициентов сумматора, выход сумматора и выход второго выпрямителя через переключатель соединены с вторым входом блока деления.Блок выбора участка аппроксимации содержит группу делителей напряжения и группу компараторов по числу участков аппроксимации, при этом первые входы компараторов объединены и подключены к первому входублока, второй вход которого соединенс входами делителей напряжения, выход каждого иэ которых соединен свторым входом соответствующего компаратора, выходы компараторов являются выходами блока,На фиг. 1 представлена схема функционального преобразователя, наФиг. 2 - возможные варианты выполнения блока выбора участка аппроксимации и сумматора,Преобразователь содержит вращающийся трансформатор 1, коммутатор2, блок 3 задания вида функции, выпрямители 4 и 5, блок 6 деления, переключатель 7, блок 8 выбора участкааппрокСимации, сумматор 9, ключи 10,делители 11 и 12 напряжения, компараторы 13 и 14. Сумматор содержит(Фиг. 2) операционный усилитель 15,масштабирующие резисторы 16 - 22,ключи 23 - 26.Преобразователь работает следующим образом.Режим воспроизведения тригонометрических функций.В этом режиме переключатель устанавливается в положение 1, при котором ко второму .входу блока подклю35 Чтобы погрешность аппроксимации не превышала заданной величины, весь диапазон. изменения 9 разбивается на несколько (на чертеже - три) участ ков, каждому из которых соответствуют свои значения коэффициентов О и Ь, рассчитанные методом наименьших квадратов иэ условия наилучшего приближения аппроксимирующего выражения к 45 линейному:а=О, 1665, в=0,8529 (Од 4 2 3 ) а=0,2862,. в=0,80008,;23,3 й 9 35,2 ) а 0 3707; в 0 7411 (35 2 845 о) чено напряжение с выхода выпрямителя 4Напряжения статорной О ), синусной (Б, ), и косинусной (Б обмоток подаются на коммутатор 2, управляФемый сигналами с выходов блока 3, В зависимости от вида воспроизводимой тригометрической функции блок 3 устанавливает определенную пару ключей 10 коммутатора 2 в замкнутое положе О ние; при этом к входам выпрямителейЭ4 и 5 подключаются в определенной комбинации два напряжения из трех, После выпрямления эти напряжения поступают на входы блока 6 деления. 15 В результате на выходе блока Формируются шесть прямых тригонометрических функций угла поворота входного вала.Режим воспроизведения линейной функции угла поворота вала, 20В этом режиме переключатель 7 подключает выход сумматора 9 к выходу блока 6 деления. Сигналом с соответствующего выхода блока 3 в замкнутое положение устанавливаетсяйара ключей 25 103 коммутатора 2, при этомнапряжения на выходах выпрямителей 4 и 5 пропорциональны косинусу и синусу угла соответственно. Этн напряжения подаются на входы блока 8 и сумматора 9.Линейная функция угла поворота 6 аппроксимируется выражением Участок аппроксимации выбираетсяблоком 8 по результатам сравнениясинусного и косинусного напряжений.При этом косинусное напряжение масштабировано с помощью делителей 11 и.12, коэффициенть 1 которых выбираются,исходя из координат участков аппроксимации. Так для узловой точки 9о= 23,3 коэффициент соответствующего делителя равен 0,4307, а для0 = 35,2 - 0,70.Сработавший компаратор устанавливает в замкнутое положение определенные ключи на входе и в цепи обратнойсвязи операционного усилителя 15,входящего в состав сумматора 9, Темсамым дискретно изменяется коэффициент усиления указанного усилителяпо обоим его входам. Значения сопротивлений резисторов, включаемых всоответствующие цепи операционногоусилителя при замыкании указанных ключей, выбирается таким образом, чтобыв каждом диапазоне аппроксимации обеспечить требуемые коэффициенты ц и Б,В результате на выходе блока 6 деле-.ния появляется напряжение, изменяющееся приблизительно по линейному закону,оВо втором октанте (45-90 ) также возможно получение линейной Функции угла поворота, для этого достаточно установить в замкйутое положение пару ключей 114 коммутатора 2,при этом синусное и косинусное напря.жения меняются местами.уменьшение погрешности воспроизведения линейной функции связано сувеличением числа й участков аппроксимации. Это усложняет конструкциюблоков 8 и 9. В общем случае, в со-став блока 8 должны входить ( О -1)компараторов и столько же делителей напряжения.Расширение класса воспроизводимыхфункций при простоте переналадки иуправления работой устройства опреде-,ляют технико-экономический эффектиспользования изобретения,Тираж 698Государственного комитета СС елам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб.,