Устройство для преобразования кода в угловое положение вала

ОГ 1 ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 565312 Союз Советских Социалистицеских Республик) М. Кл е б 08 С 11/О 22) Заявлено 02,12.75 (21) 2195282/ киприсоединением Гасударственный камитеСовета Микистров СССРпа делам иаабретеииви открытий, С. Гандзю аявитель ЛОВОЕ Я ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КОДПОЛОЖЕНИЕ ВАЛА 4) УСТРОЙСТВО 2 Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в устройствах вывода информации от управляющих цифровых вычислительных машин (ЦВМ) в тех случаях, когда ЦВМ управляет поворотом вала какого-либо устройства.Известно устройство вывода информации от управляющих ЦВМ, в которых для преобразования кода ЦВМ в угол поворота вала управляемого механизма применено промежуточное преобразование кода в комбинацию двух напряжений, прикладываемых к обмоткам приемника индукционной следящей системы, например синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) или сельсина 11. В этом устройстве применяют два линейных преобразователя код-напряжение (ПКН), представляющих собой управляемые сетки сопротивлений.В другом извеспном устройстве применяют два ПКН, представляющих собой трансформаторы с переключаемыми секциями 2.В известных устройствах с ПКН выдаются напряжения, пропорциональные тригонометрическим функциям задаваемого угла, выработанные путем линейного преобразования тригонометрических кодов, поступающих от ЦВМ. Например, для СКВТ - приемника эти напряжения пропорциональны соответственно, Н. Богачев и П. А. Поте функциям синуса и косинуса д огоугла,Использование двух ПКН для управленияодним приемником требует большого объема5 аппаратуры, увеличивает ее вес и стоимость,уменьшает точность и надежность работы.Наиболее близким по технической сущности кпредлагаемому изобретению является устройство для преобразования кода в угловое поло 10 жение вала, содержащее регистры управленияи тригонометрического кода, выходы которыхсоответственно подключены к управляющемувходу октантного переключателя и цифровомувходу линейного ПКН, сервоусилитель, инвер 15 торы, источник опорного напряжения и исполнительный механизм 3. В таком устройстве угол поворота выходного вала исполнительного механизма определяется отношением напряжений, поступающих на обмотки20 аналогового датчика положения через мощные ключевые схемы переключателя и развязывающие усилители, которые снижают надежность устройства и увеличивают его вес игабариты.25 Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства. Для этогов предлагаемое устройство введен блок сравнения, один из входов которого соединен свыходом линейного ПКН, а выход через серЗЭ воусилитель - с одним из входов исполнитель 565312ного механизма, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения. Выходы исполнительного механизма соединены непосредственно и через инверторыс входами октантного переключателя, один извыходов которого соединен с аналоговым входом линейного ПКН, а другой выход - с другим входом блока сравнения. При этом уголповорота вала исполнительного механизмаопределяется отношением напряжений, снимаемых с обмоток аналогового датчика положения, а инвертирующие усилители (инверторы) и ключевые схемы октантного переключателя участвуют в формировании маломощногосигнала рассогласования индукционной следящей системы, что позволяет отказаться отприменения мощных усилителей и ключевыхсхем и этим повысить надежность устройства,снизить его вес и габариты.На чертеже приведена структурная схемаустройства для преобразования кода в угловое положение вала,Устройство содержит источник 1 опорногонапряжения, исполнительный механизм 2, инверторы 3 и 4, регистр управления 5, октантный переключатель 6, регистр тригонометрических кодов 7, преобразователь 8 код-напряжение (ПКН), блок сравнения 9, сервоусилитель 10. Исполнительный механизм содержитаналоговый датчик 11 положения, а октантный переключатель - ключевые схемы 12 - 19.Источник 1 опорного напряжения соединенс входом исполнительного механизма 2, второй вход которого соединен с выходом сервоусилителя 10, Выходы исполнительного механизма непосредственно и через инверторы соединены с аналоговыми входами октантногопереключателя 6, цифровой вход которого подключен к выходу регистра управления 5. Выходы октантного переключателя соединены соответственно с входом блока сравнения 9 ианалоговым входом ПКН 8, цифровой входкоторого соединен с регистром 7 тригонометрических кодов, а его выход с вторым входомблока сравнения, Выход последнего подключен к входу сервоусилителя 10. Вход датчика11 положения индукционной следящей системы соединен с входом исполнительного механизма 2, а его выходы подключены к выходамисполнительного механизма. Входы ключевыхсхем 12, 13 и 14, 15 соединены с входами октантного переключателя 6, а их выходы попарно соединены с входами ключевых схем16, 18 и 17, 19, выходы которых подключенык выходам окантного переключателя.Работа предлагаемого устройства для преобразования кода в угловое положение валаоснована на формировании напряжения переменного тока, являющегося мерой рассогласования индукционной следящей системы, которое сводится с помощью исполнительногомеханизма к нулю.Устройство работает следующим образом.С обмоток аналогового датчика 11 положения, в качестве которого может быть приме нен, например, СКВТ, снимаются напряжения У -- ЙУвз 1 п а;02=И/псов а,Таблица 1 Задаваемый угол25о Код регистраНомер октанта5 000 001 010 011 100 101 110 111 0 - 45 45 - 90 90 - 135 30 135 в 1 180 - 225 225 - 270 270 в 3 315 в 3 3 4 5 6 7 35 В зависимости от октанта, в котором нахо дится угол р, регистр 5, в соответствии стабл. 2, управляет ключевыми схемами октантного переключателя 6, подключая к аналоговому входу ПКН и к первому входу блока сравнения 9 напряжения в нужной фазе.Одновременно с определением номера октанта ЦВМ вычисляет код, пропорциональный модулю тригонометрической функции тангенса или котангенса заданного угла гр поворота вала и вводит его через регистр 7 тригонометрических кодов в ПКН 8 в соответствии с табл. 2.Состояние ключевых схем в ПКН определяется кодом регистра 7. Таким образом, напряжение на выходе ПКН пропорционально коду регистра 7.Блок сравнения 9 осуществляет алгебраическое суммирование двух напряжений, поступающих на его входы, при этом на его выходе появляется напряжение рассогласования Ср следящей системы. Например, для нулевого октанта напряжение Ур, как это следует из простых тригонометрических преобразований, равно 65 Ур -- ЙУ,(з 1 п а - сов а 11 т ср),5где Й - коэффициент пропорциональности,У - напряжение питания СКВТ,а - угловое положение вала.Эти напряжения поступают на входы октант 10 ного переключателя 6 непосредственно и через инверторы 3 и 4 с коэффициентом усиления, равным - 1, что необходимо для обеспечения работы устройства в диапазоне изменения угла от 0 до 360.15 ЦВМ определяет октант, в котором находится заданный угол гр, и вводит номер этогооктанта в регистр 5, который управляет работой октантного переключателя. Номера октантов, соответствующие им значения угла ц и20 кодов регистра 5 управления приведены втабл. 1.Закрыты ключевые Видфункцииот ЦВМ Открыты ключевые октанта но табл. 1схемы схемы ПКН 15,15,14,15,14,12,13,14,19 18 17 19 19 18 18 19 У 2 - У,У, У У 2 У, - У,12, 16,14, 17,12, 18,13, 16,13, 16,15, 17,15, 17,12, 16,13, 18, 14, 17 15, 19, 12, 16 13, 16, 15, 19 12, 18, 14, 17 12, 18, 15, 17 14, 19, 13, 16 14, 19, 12, 16 13, 18, 15, 17 Уг У 2 У 2 - У 1 - У, У 2 У 2 У,Сгд; Сгд, где гд, Сгд.; Сг Таким образом, в О, 3, 4, 7-ом октантах напряжение Ур изменяется пропорционально функции згпа - соз а 1 дгр, а в октантах 1, 2,5, 6 - пропорционально сов а - згп ас 1 д гр, Приведенные выражения равны нулю при а=р+ +тггг, где л=180, и - любое целое число.Напряжение Ур через сервоусилитель 10 подается на исполнительный механизм 2 следящей системы, которая сводит его к нулевому значению. Таким образом, если а=ф=гр, в системе осуществляется изменение углового положения СКВТ (по цепи обратной связи) до выполнения условия а=гав, при этом Ур -- =О.Предлагаемое устройство работает с маломощными сигналами (низкое опорное напряжение, малые токи), что позволяет отказаться от применения мощных развязывающих усилителей и ключевых схем и выполнить всю электронную часть его на интегральных схемах. Это существенно повышает надежность устройства и снижает потребляемую им мощность, его габариты и вес. Формула изобретения Устройство для преобразования кода в угловое положение вала, содержащее регистры 10 15 20 25 управления и тригонометрического кода, выходы которых соответственно подключены к управляющему входу октантного переключателя и цифровому входу линейного преобразователя код-напряжение, сервоусилитель, инверторы, источник опорного напряжения и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, в него введен блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом линейного преобразователя код-напряжение, а выход через сервоусилитель с одним из входов исполнительного механизма, дрчгой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходы исполнительного механизма соединены непосредственно и через инверторы с входами октантного переключателя, один из выходов которого соединен с аналоговым входом линейного преобразователя код-напряжение, а другой выход - с другим входом блока сравнения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3134098, кл. 340 - 347, 1966.2. Патент США3662379, кл, 340 - 347, 1971.3, Авторское свидетельство358775, кл. Н ОЗК 13/02, 18.07.69.5 б 5312 Составитель И. ГандзюкТехрсд 3, Тараненко Корректор А, Степанова Редактор Т. Юрчикова Типография, пр. Сапупова, 2 Заказ 1652/17 Изд Мз 588 Тираж 778 Подппснос ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5