Устройство для имитации цифрового сигнала ошибки следящего привода

( 14 .В. Соловь рев, О.М. 1утелев Дина и др исте нер имия линеиных Физматгиз 3,идетельство С 05 В 11/00, Р78 а ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ЦИФРОВО ГО СИГНАЛА ОШИБКИ СЛЕДЯЦЕГО ПРИВОДА (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для испытаний и исследования динамики следя 9щих приводов. Цель изобретения состо ит в упрощении конструкции, повьппении точности и надежности устройства за счет применения бесконтактных дат чиков и электронной схемы с бесконтактным преобразованием выходного сигнала ошибки в цифровой сигнал, квантованный по уровню и по времени, а также расширение эоны линейности1472870 за счет введения электронной схемы с двухсчетной системой управления. Устройство содержит аналоговый программный механизм 1 дифференциал 2, фазовращатель 3, блок квантования 4,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частностИ к устройствам, предназначенным для испытаний и исследования динамики аналого-цифрового слЕдящегопривода, работающего в реальных условиях с электронной цифровой вычислительной машиной (ЭЦВИ),Цель изобретения - расширение зоны линейности имитируемого сигналаи повышение надежности работы устройства.На фиг.1 представлена блок- схемаустройства; на Фиг.2 - диаграмма егоработы.Устройство содержит аналоговыйпрограммный механизм 1 дифференциал2, Фазовращатель 3, блок 4 квантования, блок 5 памяти следящий привод6, датчик 7 угла поворота (вращающийся трансФорматор), редуктор 8.При этом блок 4 квантования состоит из фазоимпульсного преобразовазователя 9, .цифроаналогового преобразователя 10, генератора 11 опорныхнапряжений, который соцержит генератор 12 высокочастотных колебаний(на 5 входов).Блок, 5 памяти содержит ключ 21,масштабирующий элемент (резистор) 22и ключ 23, операционный усилитель 24с запоминающим элементом (конденсатором) 25 и резистором 26 обратнойсвязи, ключ 27 с масштабирующим элементом (резистором) 28 компаратор29 с делителем 30 напряжения, блок31 односторонней проводимости (диод)и интегратор 32.Блок 4 квантования функциональнопредназначен для преобразования веблок памяти 5 и следящий яриноц 6,а также цатчпк угла поворота ( вращающийся трансформатор ) 7, кинематически связанный с фазовращателем с помощью редуктора 8. 2 з.п. Ф-лы, 2 ил. 2личины угла сдвига фазы напряжения, поступающего на вход с фазовращателя 3 (величины ошибки), в напряжение -постоянного тока, пропорциональное 5 величине ошибки и квантованное поБлок 5 памяти предназначен длязапоминания информации о велиЧине 1 О ошибки на время ее обновления с тактовой частотой, а также для отключения сигнала ошибки, поступающего отблока 4 квантования, и подключениявместо него сигнала ошибки от датчи-.ка 7 угла поворота (вращающегосятрансформатора) при углах поворотаоротора Фазовращателя 3 более 180 Устройство работает следующим образом.Программа работы вырабатывается ваналоговом программном механизме 1и вводится в устройство путем поворота первого входного вала дифференциала 2, в результате чего вращениеего выходного вала передается на ротор фазовращателя 3, что вызываетсдвиг фазы его выходного напряженияотносительно опорного напряжения ЗО (фиг.2). Выходное напряжение фазовращателя поступает на вход блока 4квантования, в котором это напряжение подается на вход фазоимпульсногопреобразователя 9, в котором выделя ется прямоугольный импульс с длительностью, пропорциональной углу сдвига фазы (заполняется импульсами высокой частоты, поступающими с генератора 1 опорных напряжений на дру О гой вход преобразователя). Далеесигнал ошибки в виде определенногоколичества импульсов подается нацифроаналоговый преобразователь 1 О,в котором число импульсов преобразуется в цифровой код, а затем - внапряжение по:.тоянно;о тока, и в таком виде подается на выход блока 4 квантования.В генераторе 1 опорных напряжений, входящем в блок 4 квантования, высокочастотные колебания вырабатываются в генераторе 12 и подаются через дифференциатор 13 на вход фазоимпульсного преобразователя 9. С целью увеличения помехоустойчивости всего устройства частота необходимого опорного напряжения получается путем деления высокочастотных колебаний в делителе 14 частоты и последующего усиления до необходимого уровня в усилителе 15 мощности, с выхода которого это напряжение подается на вход фазоимпульсно го преобразователя, 9 и выход блока квантования для возбуждения фазовращателя, в блок памяти 5 и датчик 7 угла поворота (вращающийся трансформатор). Кроме того,с выхода первого делителя 14 частотысигнал подается на второй делитель16 частоты (для получения тактовойчастоты ЭЦВМ) и на вход логическогоэлемента НЕ 17, с делителя 16 частоты сигналы поступают на вход элемента НЕ 18 и элементов И 19 и 20, в результате чего на выходе элемента И 19 получается прямоугольный импульсдля управления запоминанием информации на время ее обновления, которыйподается через выход блока 4 квантования а вход блока 5 памяти, а навыходе элемента 20 получаются прямоугольные импульсы тактовой частоты реальной ЭЦВМ, которые выдаются на вход фазоимпульсного преобразователя 9 и вход цифроаналоговогопреобразователя 10 для их периодического облучения (установки в исходное положение).Напряжение постоянного тока, пропорциональное ошибке привода, с выхода блока 4 квантования подается навход блока 5 памяти, в котором онопоступает через нормально закрытыеконтакты ключа 21, масштабирующийэлемент (резистор) 22, нормально закрытые контакты ключа 23 на инвертирующий вход операционного усилителя24 с запоминающим элементом (конденсатором) 25 и резистором 26 обратнойсвязи.С выхода операционного усилителяэто напряжение (в виде управляющего напряжения постоянного тока) поступа 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ет на выход блока памяти и гоответственно на вхоц следящего привода 6,привоця его в пвижеш.е, Это движениенаправлено в сторону уменьшения угларассогласования, что вызывает уменьшение сдвига фаз выходного напряжения фазовращателя 3 относительно его напряжения питания, и в динамикена выходе дифференциала 2 все времяпроисходит вычитание движения привода из движения аналогового программного механизма, а разность вызывает поворот ротора фазовращателя на угол,соответствующий величине ошибки взамкнутой системе регулирования . При этом в диапазоне углов поворота ротора фазовращателя 3 в пределах+80 амплитуда сигнала, снимаемогоос датчика 7 угла поворота вращающегося трансформатора и поступающего на вход блока памяти, меньше порога срабатывания ключа 27 и не оказывает действия на величину его выходного напряжения. При углах повсрота ротора фазовращателя 3 более +180 амплитуда сигнала датчика 7 угла поворота (вращающегося трансформатора) возрастает истановится больше порога срабатывания ключа 27 в блоке памяти., т.е.сигнал с датчика угла поворота поступает на компаратор 29, порог сра,батывания которого устанавливаетсяс помощью делителя 30 напряжения ичерез блок 31 односторонней проводимости (диод) подается на управляющийвход ключа 27, осуществляющего фаэочувствительное выпрямление опорногонапряжения, и с его выхода черезмасштабируюший элемент 28 подаетсяна инвертирующий вход операционногоусилителя 24. Одновременно этот сигнал через интегратор 32 подается науправляющий вход ключа 21, который,срабатывая, обрывает входной сигнал от блока 4 квантования, при этом сохраняется полярность выходного напряжения на выходе операционного усилителя 24, предшествующая моменту включения, и выдается максимальное выходное напряжение в диапазоне углов поворота датчика (вращающегося трансформатора) в пределах +80 , расширяя зону линейности характеристик устройства враз, где д - передаточное число редуктора 8,Предлагаемое устройство позволяет расширить зону линейности сигнала51520 25 30 35 40 45 50 55 на выходе имитатора и повысить надежность работы устройства за счет применения бесконтактных датчиков иэлектронной схемы с бесконтактнымпреобразованием сигнала ошибки в цифровой сигнал, квантованный по уровнюи по времени. формула изобр ет ения 1, Устройство для имитации цифрового сигнала ошибки следящего привода, содержащее аналоговый программный механизм, следящий привод идифференциал, который кинематическисвязан входами соответственно с аналоговым программным механизмом и следящим приводом, а также блок квантования и блок памяти, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расширения зоны линейности имитируемого сигнала и повышения надежности работыустройства, в него введены редуктор,фазовращатель и датчик угла поворота,кинематически соединенный через редуктор с выходным валом дифференциала, на котором размещен фазовращатель, выход которого подключен к информационному входу блока квантования, первый выход блока квантованиясоединен с информационным входом блока памяти, подключенного управляющимвходом к выходу датчика угла поворота, второй выход блока квантованиясоединен с входами опорного напряжения фазовращателя, датчика угла пово"рота и блока памяти, третий выходблока квантования подключен к. тактовому входу блока памяти, выход которого соединен с входом следящего привода,2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок квантования содержит два делителя частоты, два элемента НЕ, два элемента И,усилитель модности, последовательносоединенные фазоимпульсный и цифроаналоговый преобразователи, генератор высокочастотных колебаний, соединенный через дифференциатбр с управляющим входом фазоимпульсного преобразователя, вход усилителя мощностисоединен с входом первого элементаНЕ, выходом первого делителя частотыи первым управляющим входом второгоделителя частоты, первый выход кото-.рого соединен с входом второго . элемента НЕ и вторым управляющим входом второго ды.; . " ча". ы, выход генератора высокочастотных колебаний соединен с управляющим входом первогоделителя частоты, вход установки которого соединен с шиной нулевого потенциала, первый, второй и третийвходы первого элемента И соединенысоответственно с первым, вторым итретьим входами второго элемента Ии втр", третьим и четвертым выходами разрядов второ-о делителя частоты,.первый и второй входы установки которого соединены с шиной нулевого потенциала, выход второго элемента Исвязан с тактовыми входами фазоимпульсного и цифроаналогового преобразователей, выход усилителя мощности подключен к входу опорного напряжения фазоимпульсного преобразователя и второму выходу "пока квантования, первый выход ко:орого связан с выходом цифроаналогового преобразователя, выход первого элемента И подсоединен к третьему выходу блока кванто" вания, информационный вход фазоимпульсного преобразователя связан с информационным входом блока квантовання.3. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок памя-, ти содержит последовательно соединенные компаратор, блок односторонней проводимости и интегратор, а также последовательно соединенные первый ключ, первый масштабирующий элемент, второй ключ и операционный усилитель, выход которого через запоминающий конденсатор подключен к выходу второго ключа, выход операционного усилителя связан с выходом блока памяти и через резистор обратной связи - с входом второго ключа, информационный вход блока памяти соединен с информационным входом первого ключа, управляющий вход которого подключен .к выходу интегратора,управляющий вход блока памяти подсоединен к первому входу компаратора,второй вход которого связан с выходом задатчика напряжения, вход опорного напряжения блока памяти черезпоследовательно соединенные третийключ и второй масштабирующий элементподсоединен к входу операционного усилителя, тактовый вход блока памяти подключен к управляющему входувторого ключа, выход блока односторонней проводимости соединен с управляющим входом третьего ключа.