Преобразователь кода в угол поворотавала

(22) Автор изобретени ин 2 ) Заявител 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА Иэобрет я к автом е, а имен вателям, темах упра ве цифровы нтерполя или иные давать ин эования в к ение относитс елькой техник ым преобразо но к циф и может вления,е вы 5 торы, за- устройформациюугол пои вычислит роаналогов найти прим имеющих в числя тель н ение в с своем соста е машины, и устро 8 ства ые могут вы для преобраина ства, которв виде кодворота вал 0 уго Известен преобразователь кода в л поворота вала, состоящий иэ фазовращателя, формирователя синусоидального напряжения, подключенного к одному иэ входов И -тактного генератора импульсов через пересчетную схему, счетчика входного кода,.переключателя выходов генератора, триггера строба, схемы сравнения, усилителя и исполнительного двигатели 1. Этот преобразователь имеет более высокую разрешающую способность при той же предельной частоте переключения счетных элементов. Известен преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и блок формирования двухфазного синусоидального напряжения, регистр; усилитель, соединенный с двигателем, который инематическн соединен с фаэофращателем 2.В этих преобразователях в качестве датчиков угла используются фазовращатели. Наиболее широко распространены фазовращатели с однофазным и с двухфазным питанием, Предлагаемый преобразователь предусматривает двухфазное питание фаэо фращателя.Преобразователи-аналоги производят сравнение фазы выходного напряжения фаэовращателя с фазой напряжения, задавае- мой счетчиком, которая пропорциональна преобразуемому коду, В результате сравнения вырабатывается улравлякзцее воздействие на вал фазовращателя через усилитель и исполнительный двигатель. Отклонение формы питающих напряжений от802 982 Генератор 1 импульсов вырабатывает импульсы высокой частоты, которые поступают на вход счетчика 2. Блок 3 формирования двухфазного синусоидального напряжения из прямоугольного выходного напряжения счетчика 2 формирует синусное и косинусное напряжения, которые,подаются на управляемые входы переключателя 4, С выхода переключателя 4 эти напряжения поступают на входы фазовращателя:5. Переключением напряжений управляет переключающий элемент 6, При первом положении переключакщего элемента 6 на первый вход фазоврашателя 5 подается напряжениеуИОО на второй вход -15 С 05 ИЬ,а на его выходе получается напряжение 61 И(в- - +1), При втором положении переключающего элемента 6 на первый вход фазоврашателя подается СобйА а на второй вход 51 И о 0 Такое сочета 20 ние напряжений на входах фазоврашателя 5 создает на его выходе напряжение51 Ь(М9) На фиг. 2 цифрой 1 обозначено питающее напряжение 51 ИЮЬа 2 и 3, изображают соответственно БАЛИ ИА-%+9)и1 й. 25 51 И(В 1--9) при %=О. формирователь 7 импульсов формирует фазовые импульсы при переходе через нуль выходного напряжения фазоврашателя 5 из отрицательных значений в положительные, Эти импульсыЗО поступают на первый вход блока 8 формирования временных интервалов, При первом положении переключающего элемента 6 фазовые импульсы (фИ) формируются из напряжения ВАМИ (Ю - 2.+ 9)йй.Счетчик 14 блока 8 постоянно считает импульсы генератора 1. Количество разрядов в счетчике 14 принято на два больше чем в регистре 9 преобразуемого кода, так как на переходные процессы выделяется минимум длительности одного периода питакзцих напряжений Т, При состоянии 11 (см. фиг. 2) в старших 1+1 и И +2 разрядах счетчика 14 блока 8 элемент И 17 блока 8 пропускает фазовый импульсквк фи 1, оформярованнмй нв.й 1 и (шк - фер)4 Этот импульс является началом временных интервалов действительного и заданного . входным кодом положений вала. Импульс фИ 1 для угла/0 на .фиг. 2 обозначен цифрой 4, Знаки )/,будут обозначать окрестность точки с большей или с меньшей стороны.Импульс фИ 1 устанавливает в "0"счетчик 14 блока 8, переключает элемент 6, последний через переключатель 4 уста навливает второе сочетание фаз на входе фазоврашателя. Импульс фИ 1 поступает нв дискриминатор 10 временных интервалов и на блок 11 управления направлением вращения.Код на счетчике 14 возрастает по мерепоступления импульсов на его вход, Выходы с 2 по й разрядов этого счетчикаи выходы с 1 по )1 -1 разрядов входного регистра 9 поданы на схему 15 совпадения кодов. При совпадении кодов навыходе схемы 15 появляется импульс ипоступает на вход элемента И 16, разрешение на котором возникает при коде 10И +1 и й +2 разрядах счетчика 14. Втечение времени Т после появления импульса фИ 1. т,е, до переполнения млад аших И разрядов счетчика 14; сигналы изблока 8 отсутствуют, так как в И+1 иИ +2 разрядах счетчика 14 находится код00. Через промежуток времени после импульса фИ 1, равный Т, возникает код 10в й +1 и И +2 разрядах счетчика 14.Элементы И 16 и 18 открываются. Вмладших й разрядах счетчика 14 снованачинает возрастать код. В некоторый момент появляется второй импульс с выходасхемы 15 совпадения кодов и проходит,через элемент И 16, как импульс концавременного интервала заданного положения вала. Длительность этого интерваламожет быть в пределах ТТ и выражает величину угла 0- Гь Старший И разряд входного регистра 9 определяет накакой половине окружности находится заданное положение вала. Временной интервал заданного положения вала на фиг, 2обозначен 7. Пунктирной линией обозначена возможная длительность временногоинтервала от минимального значения домаксимального.При коде 10 в И +1 и 0 +2 разрядахсчетчика 14 через элемент И 18 проходит второй фазовый фИ 2, который сформярован от наяряженяя й 1 И 11 й 1-ф-).Импульс фИ 2 является концом временногоинтервала действительного положения вала. На фиг. 2-.5 изображает временнуюдиафрагму появления импульса фИ 2 дляугла Ф / О, а 6 - длительность временного интервала действительного положениявала для 9 Ъ О,Импульс ФИ 2 поступает на дискриминатор 10 временных интервалов, а черезэлемент 6 и переключатель 4 переключа- .ет сочетание фаз напряжений на входе фазовращателя 5,При коде 11 в И+1 и И +2 разрядахсчетчика 14 снова появляется импульсФИ 1 и начинается новый цикл,На фиг, 2 цифры 8, 9, 10, 11 изображают аналогичные цифры 4, 5, 6, и 711 802 98на входах усилителя 12 .сигналы отсутствуют, На этом преобразование кода в уголповорота заканчивается.Ниже приводятся логические функии,выполняемые блоком 11. Приняты следую 5щие обозначения:ПРАВО, ЛЕВО. - сигналы на первомКи втором выходахблока 11 в К цикщОП, ОП - сигналы, соответствующиеположительному и отрицательному значениям опорного напряжения;И, ) - сигналы единичного и нулевого состояний И старшего)разряда регистра преобразуемого кода:1 "Фа),Ьфап)у (1 -с " СИГНалЫ Свыходов дискриминатора временных интервалов в К цик-.голе;(ФИ 1) - импульс начала временныхинтервалов г, ив К цикле;ФИ 2)- дополнительный импульс кон 25ца Ь,появляющийся при значениях углав зонах135 -180 и 315 -380в К цикле;(ФИ 2) - отсутствие импульса (ФИ 2)30Л, / - знаки логического умноженияи сложения.В блоке 11 происходит коммутациясигналов -. 7 Ь) Установка направления вращения происходит импутьсамиФИ 1 или ФИ 2, которые не совпадшот по35времени с коммутируемыми сигналами.Имеются также догические Операции между импульсами, появляющимися в разныхтактах. Поэтому в блоке 11 должны быть4 Озапоминающие элементы, например триггеры.Пользуясь временными диаграммамина фиг, 2 можно найти логические функ. ции появления сигналов ПРАВО и ЛЕВОЗапишем логическую функцию45фрИ) л(Фи 21.,)лопал)и(ои)алФи 2)1 лопли)иФи 2)и,лоп лп 1 и50Л (Фи 21 лоп ай)=Л,Единичное значение этой функции соответствует тому, что действительное изаданное значения угловс,с) находятся на одной и той же половине окружности. Действительно, если в Кцикле отсутствовал импульс ФИ то на выходе 2элемента, реализующего (ФИ 1) А ФИ 2) 2 12появится импульс по (ФИ 1, Первый член в фигурных скобках равен единице при отрицательном значении Опорного нанряжения и нулевом состоянии И разряда регистра виоааого аоаа, т,е, ари 0 аЫф Я С и Ос ь,а второй член равенединице при положительном значении опорного напряжения и единичном состоянииразряда. регистра в момент появления импульса ФИ 1, т.е. при ЖЫу 21,ЖК Ж Если появляется импульс (ФИ 2)к, то первые два члена дают нулевые значения. Последние два члена. равны единице при значениях ои Ы, находящихся на одной и той же половине окружности,Единичное значение функции фи 1),л(Фи 2) лоп лп)тЯФи 1)а лФИ 2) 1 лоплйЯФи 2) лоп лй 1 и л (Фи 2)л оп ли 1=Асоответствует тому, что сО. и о находятся в разных половчнах окружности,Дальше мОжнО записатьФ"Ь.)и 1 Ри(" " ) 1" рл ф;.о )1прлпоил м (1 ) 1 и 1 Аф т 1 Ц Равенство нушо этих функций на выходах блока 11 управления направлением вращения характеризует отработку рассогласования, т.е, окончание преобразования кода в угол поворота вала. Во временном интервале действительного положения вала ошибки ряда факто ров значительно снижены, а некоторыесовсем устранены, поэтому предложенный преобразователь кода в угол поворота вала имеет более высокую точность по сравнению с аналогом.Повышается разрешающая способность так как значению угла соответствует удвоенный временной интервал в отличие отаналога. формула изобретения Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и блок формирования двухфазного синусоидального напряжения, входной регистр, усилитель, соединенный с двигателем, который кинематически соединен с .фазовращателем,отличающийся тем,что,сцелью повышения точности преобразователя, в него введены переключающий элемент, формирователь импульсов, переключатель фаз напряжения, дискриминатор временных интервалов, блок управления направлением вращения двигателя и блок формирования временных интервалов, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом вход О ного регистра, а третий вход - с выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом фазовращателя, первый выход блока формирования временных интервалов соединен с первыми входами переключакюцего элемента, дискриминатора временных интервалов и блока управления направлением вращения двигателя, второй выход в , с вторыми входами переключающего элемента и дискримина 20 тора временных интервалов, третий выход - с третьим входом дискриминатора временных интервалов, а четвертый выход - с вторым входом блока управления направлением вращения двигателя, третийвход которого соединен с одним из выхсдов формирования двухфазного синусоидапьного напряжения, четвертый вход блокауправления направлением вращения двигателя соединен с выходом старшего разряда входного регистра, остапьные входыс выходами дискриминатора временных интервалов, а выходы блока управлении направлением вращения двигателя соединеныс входами усилители, входы дереключателя соединены с выходами блока формирования двухфазного синусоидальиого напряження, выходы переключатедя соединены с входами питания фазовращатеаа, управлякнцие входы перекпючатепя соедиыены с выходами переключакзцего элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 410433, кл. Я 08 С 9/00, 1972,2,. Авторское свидетельство СССРИ 285372, кп. Ь 08 С 9/00, 1969802982 6И ьА, СидРейвес Составончар Техред Редакто Рощко орректор Заказ 10627/6 Подлис комитет крыт щская наб.д 4 илиал ПП атент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 2 У М Тираж 70ВНИИПИ Госу по делам и 035, Москва дарственног обретений Ж, Ра