Преобразователь код — угол

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 20.1 Х.1971 ( 1698816/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано ЗО.Х 1.1973. Бюллетень48Дата опубликования описания 16.1 Ъ.1974 М. Кл, б 08 с 11/00 йщаарвтвевныЯ веатет Совета Мииветрвв СССР юа делам изаеретеннй и открытийУДК 681.325(088,8) Авторыизобретения В. С, Пустыльников и Н. П, Дорошенко Заявитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД - УГОЛ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в устройствах управления, регулирования и контроля с помощью управляющих цифровых вычислительных машин (УЦВМ), в том числе в вычислительных устройствах авиационных тренажеров и моделирующих стендов. Известен преобразователь код в угол, у которого отработка угла, задаваемого кодом УЦВМ, осуществляется следящей системой с круговым четырехотводным потенциометром в цепи обратной связи. Для поворота выходного вала на неограниченный угол в схеме предусмотрена коммутация отводов кругового потенциометра и коммутация обмотки возбуждения исполнительного двигателя.Однако в таком устройстве необходима коммутация и в сильноточной цепи исполнительного двигателя. Кроме того, это устройство не обеспечивает высокой точности отработки угла, задаваемого кодом УЦВМ, так как все разряды преобразователя код - напряжение используются в диапазоне отработки угла 90, т. е. в пределах квадранта.Цель изобретения - повышение точности работы и упрощение устройства.Это достигается тем, что в устройство введены источник двухполярного напряжения с заземленной средней точкой, двухпозиционный переключатель и сдвоенные двухпозиционные переключатели. Источник двухполярного напряжения подключен через двухпозиционный переключатель к входу питания преобразова теля код - напряжение и через последовательно соединенные первый и второй сдвоенные двухпозиционные переключатели к отводам кругового линейного четырехотводного потенциометра. Управляющие входы двухпо зиционного и сдвоенных двухпозиционных переключателей подсоединены к шинам трех старших разрядов кода УЦВМ, а управляющие входы преобразователя код - напряжение - к шинам младших (с 1-го по и - 3-й) 15 разрядов кода УЦВМ.Это дает возможность отказаться от коммутации в цепи исполнительного двигателя и использовать преобразователь код - напряжение в диапазоне углов 0 - 45, т, е. в преде лах октанта. На фиг, 1 показана функциональная схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы изменения напряжения, управляюще.25 го переключателями,Двигатель 1, усилитель 2, круговой линейный четырехотводный потенциометр 3 и схема 4 сравнения образуют следящую систему.Управляющие напряжения в следящую сис тему поступают с преобразователя 5 код - на.функция, которой пропорционально значение младшихразрядов кода УЦВМ Код октанта (тристарших разрядакода УЦВМ) мерения угла поворота,пряжение, который питается от источника 6 двухполярного напрякения через переключатель 7, изменяющий полярность напряжения питания преобразователя. Переключатель 8 изменяет на 90 точки подключения потенциометра 3 к источнику двухполярного напряжения, а переключатель 9 - полярность подаваемого па потенциометр питающего напряжения. Управление переключателями 7, 8 н 9 осуществляется с помощью трех старших разрядов кода, выдаваемого УЦВМ, Младшие разряды кода преобразуются преобразователем 5 в постоянное напряжение, величина котсрого пропорциональна значению кода этих разря дов. Направление вращения выходного вала преобразователя код - угол (перемещения подвижного контакта потенцпометра) определяется полярностью напряжения рассогласования на выходе схемы сравнения, а угол поворота - - величиной управляющего напряжения У,. на выходе преобразователя 5. Положение переключателя 9 определяет полукруг, а положение переключателя 8 - квадрант в этом полукруге, в пределах которого следящая система обладает устойчивостью, положение, переключателя 7 - октант в пределах выбранного переключателями 9 и 8 квадранта. Например, если подвижный контакт потенциометра при положительной полярности напряжения рассогласования +ЛУу перемещается по часовой стрелке, то при указанном на фиг, 1 положении переключателей 7, 8 и 9, которое условно можно считать нулевым, следящая система оказывается устойчивой в диапазоне углов 315 - 360. При переключении переключателя 7 во второе .положение, которое в отличие от предыдущего нулевого можно назвать единичным, следящая система обладает устойчивостью в диапазоне углов 0 - 45. Так как три старших разряда кода, выдаваемого УЦВМ, используются для управления положением переключателей 7, 8 и 9 и определяют номер октанта, в пределах которого должен находиться искомый угол а, то отработанное значение угла в пределах октапта определяется величиной У, число дискретных значений которого равно У=2"-, где и - число разрядов кода, выдаваемого УЦВМ. В качестве потенциометра 3 применен потенциометр с линейной зависимостью выходного напряжения от угла поворота подвижного контакта. В этом случае значения младших разрядов - с 1-го по (и - 3) -й - кода УЦВМ также должны быть пропорциональны углу поворота в пределах октанта, как это показано в таблице. В этой же таблице записан код каждого октанта (соответственцо значе нию трех старших разрядов кода, выдаваемого УЦВМ); нуль в разряде кода условно означает, что соответствующий переключатель занимает положение, показанное на фпг. 1,20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Цифры внутри кругового потенциометра соответствуют значениям углов на графиках фиг. 2,В исходном полояепии переключателей, что соответствует коду старших разрядов 000, следящая система устойчива в восьмом октан. те, Младшие разряды кода УЦВМ управляют работой преобразователя ,код - напрякение, который выдает постоянное напряжение, про. порциональное значению этих разрядов. Согласно таблице оно пропорционально углу (360 - а). Это напряжение является управляющим У,. и подается на вход схемы сравнения. На другой вход этой схемы поступает напряжение обратной связи, снимаемое с потенциометра. Если напряжение обратной связи нс компенсирует напряжение У, то на выходе схемы сравнения появляется сигнал рассогласования, который после усиления поступает на двигатель. Двигатель перемещает движок потенциометра до тех пор, пока напрякение обратной связи не скомпенсирует напряжение С, и следящая система приходит в устойчи. вое состояние. Изменение значения кода младших разрядов приводит к изменению напр- кения У и появлению па выходе схемы сравнения сигнала рассогласования. Следящая система отрабатывает сигнал рассогласоваш,я до нуля, т, е. выходной вал преобразователя оказывается повернутым па новый угол а, находящийся в этом яе октапте.При изменении значения кода УЦВМ в (и - 2) -м разряде (код старших разрядов 001) меняется полярность напряяения с/,; следящая система находится в устойчивом положении только в первом октанте. Прохокдение сигналов и отработка рассогласования происходят точно также.Если код УЦВМ изменяется в (и - 1)-м разряде (код старших разрядов 011), то пере. ключатель 8 подключает источник двухполярного напряжения к другой паре отводов потепциометра, пространствепно смешенпых по отношению к первой паре па 90, и следящая система устойчиво работает в соседнем,квадранте (45 - 135). При коде старших разрядов 011 следящая система устойчива в третьем октанте (90 в 1).С изменением и-го разряда кода УЦВМ (например, код старших разрядов принимает значение 111) переключатель 9 занимает другое п "ложеннеполярность напряжения обратной связи ."меняется на обратную. Сигнал рассс ласоиапич отрабатывается следящей системой, занимающей устойчивое состояние, когда выходной зал оказывается повернутым на угол д, находящийся в друге и полукру. е (седьмом ок;анте).Точность задания угла поворота выходного вала - к, в предлагаемом устройстве определяется ценой младшего разряда кода УЦВМ, например прп двепа.:,:,ат,разрядном коде УЦВМ, три старших разряда которого 1 спользую 1 си дл) опоеделепия октан.а, а девять младших - для управления ПКН, сс,:5,27, Точность отработки заданного угла определяется чувствительностью и точностью следящей системы, а также точностью работы преобразователя код - напряжение и потенциометра в цепи обратной связи.Предмет изобретенияПреобразователь код - угол, содержащий преобразователь код - напряжение, управляющие входы которого подключены к шинам разрядов кода УЦВМ, а выход - к первому входу схемы сравнения, выход которой через усилитель подключен к двигателю, на валу 5 которого установлен круговой линейный четырехотводный потенциометр, движок которого подключен к второму входу схемы сравнения, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения устройства, 10 в него введены источник двухполярного напряжения с заземленной средней точкой, двух- позиционный переключатель и сдвоенные двухпознционные переключатели, причем источник двухполярного напряжения подключен 15 через двухпозиционный переключатель к входу питания преобразователя код - напряжение и через последовательно соединенные первый и второй сдвоенные двухпозиционные переключатели к отводам кругового линейного 20 четырехотводного потенциометра, управляющие входы двухпозиционного и сдвоенных двухпозиционных переключателей подключены к шинам трех старших разрядов кода УЦВМ, управляющие входы преобразователя 25 код - напряжение подключены к шинам младших (с 1-го по п - 3-й) разрядов кода УЦВМ.409272 О,фД ПодписноеСР Заказ 858,12ЦНИИПИ Изд.1116сударственного компо делам изобретеМосква, Ж, Рауш Тираж 602тета Совета Министроий и открытийкая наб д. 4/5 я. пр. Сапунова Тип Составитель М. Черенкова дакгор И, Грузова Техред Т. Ускова Корректор Т. Хворов