Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) 80) 150 4 Н 03 М 1/64 с)ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У 519750, кл. С 08 С 9/04, 1975.Авторское свидетельство СССР 9 1108482, кл. С 08 С 9/04, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в фазовых системах программного управления. Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя . Для этого в преобразователь, содержащийгенератор импульсов, формировательтактовых импульсов, источник питания,фазовращатель, три формирователя импульсов, три триггера, три синхронизатора, три элемента И, пять делителей частоты, комбинационный сумматор,элемент ИЛИ, два одновибратора, счетчик, регистр, первый коммутатор, введены три делителя частоты и второйкоммутатор. Поставленная цель достигается за счет уменьшения временнойдискретности отсчетов при измерениискорости изменения угла поворотавала в код. 2 ил.-гтЕт 2 тт где Гт ТИ 21Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано в фазоныхсистемах программного управления.Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя.На Фиг. 1,представлена Функциональная схема преобразователя углаповорота вала в код; на фиг. 2диаграммы, поясняющие работу преобразователя,Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 питания,фазовращатель 2, делители 3-6 частоты, коммутатор 7, состоящий из переключателей 7.1-7.2, одновибраторы8 и 9, счетчик 10, регистр 11, формирователи 12-14 импульсов (опорногои измерительного сигналов), триггеры15-17, синхронизаторы 18-20, элементы И 21-23, делители 24-26 частоты,комбинационный сумматор 27, делитель28 частоты, элемент ИЛИ 29, генератор 30 импульсон, формирователь 31тактовых импульсов, коммутатор 32,состоящий из переключателей 32.1 -32.4, комбинационный сумматор 27имеет выходы 33 и 34 "Перенос" и1Сумма соответственно.Преобразователь работает следующим образом,От источника 1 питания подаетсясинусоидальное напряжение (Фиг. За)на Фазовращатель 2, Сигналы с выходовформирователей 12-14 (фиг. 2 в, г и д)поступают на входы триггеров 15-17.При установке коммутатора 7 и 32в положение 1 преобразователь работает в режиме преобразования угла поворота вала в код, При этом формирователь 31 тактовых импульсов формирует две последовательности чередующихся тактовых импульсов, длительность которых равна длительности импульсов с соответствующего выходагенератора 30, а частота на его выходах равна частота первой и второй последовательности тактоных импульсов; Г, - частота генератора 30 импульсов,Частота генератора 30 импульсов и коэффициент деления делителей 24-2615 20 25 30 35 40 при заданной частоте опорного сигнала источника 1 питания выбираетсяисходя из требуемой дискретности преобразования фазы из соотношения коэффициент деления делителей 24-26;Г - частота опорного сигналаисточника 1 питания.Сигнал с выхода элемента И 2 (фиг. 2 е) подается на вычитающий вход счетчика 10. Сигналы с элементов И 22 и 23 (фиг. 2 ж и з) подаются на суммирующие входы комбинационного сумматора 27, Сигнал с выхода 34 подается на элемент ИЛИ 29 через делитель 28 частоты, имеющий коэффициент деления 2, а с выхода 33 непосредственно. Результирующий сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 (фиг, 2 и) подается на суммирующий вход счетчика 10 и представляет собой последовательность пачек отсчетных импульсов, следующих одна за другой при частоте импульсов в пачках,.т гравной2Сигнал с выхода делителя 24 (фиг. 2 к) через коммутатор 7 и одновибратор 8 подается на регистр 11. При неподвижном вале фазовращателя 2 (фиг, 2 б) при любом его положении количество импульсов, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 10, одинаково и результат отсчета, который переписывается в регистр 11 за каждый период следования импульсов с одновибратора 8 (Фиг. 2 к), не изменяется. При повороте вала Фазонращателя 2 (фиг. 2 б) соответствующему отставанию фазы, например дср в сигнале с выхода элемента ИЛИ 29 (фиг. 2 и) этому изменению фазы соответствует отсутствие импульсов, и на суммирующий вход счетчика 10 поступает меньшее количество импульсов, чем на его вычитающий вход. Результат отсчета, переписываемый в регистр 11, соответствует изменению фазы Ьд, со знаком минус, При повороте вала фазовращателя 2 соответствующему опережению фазы, например ЬЧ, в сигнале с элемента ИЛИ 29 этому изменению фазы соответствует двойное коли72509 4где И - коэффициент деления делйгтеля 6,В этом случае сигнал с выхода элемента И 21, поступающий на вычитающий вход счетчика 10 (фиг. 2 е),представляет собой пачки импульсов счастотой следования импульсов в пачках, равной Е , а сигнал с выхода элемента ИЛИ 29, поступающий на1 О суммирующий вход счетчика 10, - последовательность пачек отсчетных импульсов (фиг. 2 и) при частоте импульсов в пачках равнойв в , Поси ггпуУ215 ледовательность импульсов с выходаделителя 3 частоты, равная Г , подается на вход делителя 6 частоты.Частота сигнала на его выходе равна 279=Р И где р - число пар полюсов фазовращателя 2.При повороте вала фазовращателя 22на угол 1 шв счетчике 1 О накапР 25 ливается число ш 2 и+- =ф пБ ркоторое с частотой сигнала с выхода одновибратора 8 переписывается с соответствующим знаком в регистр 11, где ш - количество оборотов вала фазовращателя 2.В положении 11 коммутаторов 7 и 32 преобразователь работает в режиме 35 преобразования скорости угла поворота вала в код. При этом частота генератора 30 импульсов с другого выхода и коэффициент деления делителей 3-5 при выбранных значениях Ео и дис кретности преобразования фазы %2равной - определяется из соотношеЫ ф 30 ос ния ир У ос ф где М, - коэффициент деления делителей 3-5, определяющий временную дискретность отсчетаскорости угла поворота, выбирается исходя из требуемойвременной дискретности отсчета скорости угла поворо- д 5та из соотношениятосИф Мг з 12 чество импульсов (фиг. 2 и),и на суммирующий вход счетчика 10 импульсов поступает большее количество импульсов, чем на его вычитающий. Результат отсчета, переписываемый в регистр 11, соответствует изменению фазы ь со знаком плюс. Как следует иэ временных диаграмм, при изменении измерительного сигнала относительно опорного на 2 Т рад в регистре 11 устанавливается число, равное коэффициенту деления делителей 24-26.Изменению числа в регистре на 1 соответствует поворот фазовращателя 2 на дискрету угла Я , равную ос Кг,Г = И илиогасг ос Импульсы с выхода делителя 6 частоты через переключатель 7.1 и одно- вибратор 8 циклически с частотой,оравной Г = в ,-, переписывает ре"гэультат отсчета иэ счетчика 10 в регистр 11 и через одновибратор 9 и переключатель 7,2 (фиг. 2 л) обеспечивает сброс счетчика 1 О в ноль, обеспечивая следующий цикл измерения. Импульсы с одновибраторов 8 и 9 занимают промежуток времени между тактовыми импульсами.Частота на выходе фазовращателя 2 равна где ЬЕ - девиация частоты на выходефазовращателя 2, связаннаясо скоростью угла валафазовращателя 2 соотношением где и - количество оборотов валафазовращателя 2, с.При любом положении вала фбзовращателя 2, при и = 0 Ь Г = О, тогда Г = Г и количество импульсов паосчек с элементов И 21 и ИЛИ 29, поступающих на вычитающий и суммирующий входы счетчика 10 эа каждый период отсчета сигнала с одновибратора 8, равно нулю. Результат отсчета, переписываемый из счетчика 10 в регистро ЕосИмаис Рили 30 дЕи -исходя из этого д Е Еоси частота на выходе фазовраща 2Етеля 2 Е мас Еос35Таким образом, преобразователь позволяет производить отсчет скорости не только в установившемсч режиме, но и в режимах разгона и торможения, про должительность которых менее 1 с. Формула изобретения Преобразователь угла поворота ва ла в код, содержащий источник питания, подключенный к входу первого формирователя импульсов и входу фаэовращателя, выход которого подключен к входам второго и третьего фор мирователей импульсов, выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего триггеров, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего синхронизаторов, выходы которых 1, также равен нулю. )ри вращении вала фаэовращателя 2 в сторону отставания фазы ди, или опережения фазы дц (фиг, 2 и) примем Р=1, частота на выходе фазовращателя стано вится равной Е = Е 4 д Е и в счетос -чике 10 за каждый цикл измеренияИднакапливается число отсосд Ещ с аЕН - -= дЕБ = 2 п,Е сотсосЭто означает, что число, переписываемое из счетчика 10 в регистр 11 за время Со, , равно скорости угла поворота фазовращателя 2 с дискрет2 С ностью отсчета 9 равной . ПриУИ соответствующем выборе коэффициента деления И и И, = -- частота отЕосг 20 счета скорости угла поворота вала может быть изменена от 1 Гц до Е с, аксимальное значение девиации частоты д Е = Е(п) в предлагаемом преобразователе определяется из выражения максимальной угловой скорости преобразователя, равной соединены с первыми входами соответ=ственно второго и третьего элементо И, выходы которых соединены с входа ми соответственно первого, второго и третьего делителей частоты, выход первого элемента И соединен с первым входом счетчика, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами комбинационного сумматора, первый выход которого соединен через четвертый делитель частоты с первым входом элемента ИЛИ, а второй выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход пятого делителя частоты соединен с первым неподвижнымконтактом первого переключателя первого коммутатора, подвижный контакт первого переключателя которого соединен через первый одновибратор с управляющим входом регистра и входом второго одновибратора, выход которого соединен с подвижным контактом второго переключателя первого коммутатора, неподвижный контакт которого соединен с третьим входом счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого являются выходами преобразователя, формирователь тактовых импульсов, первый выход которого соединен с вторыми входами первого сумматора синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход соединен с вторыми входами первого элемента И, второго и третьего синхронизаторов, и генератор импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены три делителя частоты, второй коммутатор, выполненный в виде четырех переключателей, выход первого делителя частоты соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя второго коммутатора и через шестой делитель частоты - с входом пятого делителя частоты и вторым неподвижным контактом первого переключателя второго коммутатора, выходы второго и третьего делителя частоты соединены с первыми неподвижными контактами соответственно второго и третьего переключателей второго коммутатора и через соответственно седьмой и восьмой делители частоты - с вторыми неподвижными контактами второго и7 12 третьего коммутаторов, второй вход первого триггера соединен с подвижным контактом первого переключателя второго коммутатора и вторым неподвижным контактом первого переключателя первого коммутатора, подвижные контакты второго и третьего переключателей второго коммутатора соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего триггеров, непод 72509 8вижные контакты четвертого перекпючателя второго коммутатора соединены с выходами генератора импульсов,а подвижный контакт четвертого переключателя второго коммутатора тактовых импульсов соединен с входомформирователя тактовых импульсов,вход управления второго коммутаторасоединен с входом управления первого 1 О коммутатора.Ра Составит едактор Л тилло каз 6350/57 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Производственно-полигра ическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна ехред Н.ираж 816 А. Сидоренкущенко Корректор О. Луговаяодписное