SU1751852A1

SU1751852A1 - Converter of code to shaft rotation angle

Info

Publication number: SU1751852A1
Application number: SU904887105A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Никонорович Никонов; Александр Владимирович Шикота
Original assignee: Завод Автоматики Им.Г.И.Петровского
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл св зи цифровых вычислительных устройств с аналоговыми исполнительными элементами. Цель изобретени заключаетс в повышении точности преобразовани кода в угол поворота вала и достигаетс тем, что в цепи прохождени выходных сигналов статорных обмоток СКВТ исключаютс коммутационные элементы, вход щие в состав переключател сектора прототипа. Преобразователь содержит СКВТ 1, источник 2 опорного напр жени , двигатель 3, усилитель 4, выходы статорных обмоток 5. 6 СКВТ, управл емые инверторы 7, 12. коммутатор 8, ЦАП 9, 10, сумматор 11, регистр 13, элемент 14 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, преобразователь 15 кода в код. 2-1-7-8-9-11-12-4-3-1; 1-8-10-11, 13-15-9. 15-10. 13-7, 13-8, 13-14-12. 1 ил.The invention relates to the field of automation and computer technology and can be used to communicate digital computing devices with analog actuators. The purpose of the invention is to improve the accuracy of converting the code to the angle of rotation of the shaft and is achieved in that the switching elements that are part of the prototype sector switch are eliminated in the output circuit of the stator windings. The converter contains SCART 1, voltage source 2, motor 3, amplifier 4, stator winding outputs 5. 6 SCART, controlled inverters 7, 12. switch 8, D / A converter 9, 10, adder 11, register 13, element 14 EXCLUSIVE OR converter code 15 to code. 2-1-7-8-9-11-12-4-3-1; 1-8-10-11, 13-15-9. 15-10. 13-7, 13-8, 13-14-12. 1 il.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть, использовано для связи цифровых вычислительных устройств с аналоговыми исполнительными элементами.The invention relates to automation and computer technology and can be used to communicate digital computing devices with analog actuators.

Целью изобретения является повышение.точности преобразования.The aim of the invention is to increase the accuracy of the conversion.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя в угол поворота вала.The drawing shows a functional diagram of the Converter in the angle of rotation of the shaft.

Преобразователь кода в угол поворота вала содержит синусно-конусный вращающийся трансформатор 1 (СКВТ), источник 2 опорного напряжения, двигатель 3, усилитель 4, выводы 5 и 6 статорных обмоток СКВТ, управляемый инвертор 7, коммутатор 8, цифроаналоговые преобразователи 9 и 10 (ЦАП), сумматоры 11, управляемый инвертор 12, регистр 13, элемент 14 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, преобразователь 15 кода в код.The code converter in the angle of rotation of the shaft contains a sine-cone rotating transformer 1 (SCR), a reference voltage source 2, motor 3, amplifier 4, terminals 5 and 6 of the stator windings SKVT, a controlled inverter 7, switch 8, digital-to-analog converters 9 and 10 (DAC) ), adders 11, controlled inverter 12, register 13, element 14 EXCLUSIVE OR, code to code converter 15.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

На выводах косинусной 5 и синусной 6 обмоток СКВТ формируются соответственно напряжения Ucos 0и Usln Θ, где U = Um - sin ω t - напряжение переменного тока на выходе статорных обмоток СКВТ, имеющего амплитудное значение Um и круговую частоту ω.At the outputs of cosine 5 and sinus 6 of the SCR windings, the voltages Ucos 0 and Usln соответственно are formed, respectively, where U = Um - sin ω t is the AC voltage at the output of the stator windings of the SCR having amplitude value Um and circular frequency ω.

Угол а, на который должен быть развернут ротор СКВТ 1, представлен входным двоичным кодом, хранящимся в регистре 13. При этом а = β х у, где β - угол от 0 до 360°, представленный двумя старшими разрядами входного кода с дискретностью 90°; у-угол, представленный остальными младшими разрядами входного кода.The angle a, at which the rotor of the SKVT 1 should be deployed, is represented by an input binary code stored in register 13. Moreover, a = β x y, where β is an angle from 0 to 360 °, represented by two high-order bits of the input code with a resolution of 90 ° ; y-angle, represented by the remaining low order bits of the input code.

В первом квадранте на выходе старших η и (п-1) разрядов регистра 13 низкие потенциалы, управляемые инверторы 7 и 12 установлены в режиме инверторов, поэтому на аналоговый вход ЦАП 9 поступает напряжение минус Ucos Θ, а на аналоговый вход ЦАП 10 - напряжение Usin Θ. С выхода преобразователя 15 кода в код на цифровой вход ЦАП 9 поступает код, пропорциональный sin у, а на цифровой вход ЦАП 10- код, пропорциональный cos у. ЦАП 9 и ЦАП 10 представляют собой линейные перемножающего типа преобразователи, поэтому на выходе ЦАП 9 формируется напряжение минус Ucos (Θ-3) sin у, а на выходе ЦАП 10напряжение Usln(©-/3) cos у. На выходе сумматора 11 формируется при этом напряжениеIn the first quadrant at the output of the highest η and (n-1) bits of register 13, the low potentials, the controlled inverters 7 and 12 are installed in the inverter mode, so the voltage minus Ucos Θ is supplied to the analog input of the DAC 9, and the voltage Usin to the analog input of the DAC 10 Θ. From the output of the code converter 15 to the code, the digital input of the DAC 9 receives a code proportional to sin у, and the digital input of the DAC 10 receives a code proportional to cos у. DAC 9 and DAC 10 are linear multiplying type converters, so the voltage minus Ucos (Θ-3) sin у is formed at the output of DAC 9, and the voltage Usln (© - / 3) cos у is output at the output of DAC 10. The output of the adder 11 is formed when this voltage

Ucos(©-jS)sln у - Usln(0-/?)cos у = = Usln(y-©+ Д) = Usln(a-0) (1) . Работа преобразователя в остальных квадрантах осуществляется с помощью уп равляемых инверторов 9 и 12 и управляемого переключателя 8 следующим образом.Ucos (© -JS) sln y - Usln (0 -?) Cos y = Usln (y- © + Д) = Usln (a-0) (1). The operation of the converter in the remaining quadrants is carried out using the controlled inverters 9 and 12 and the controlled switch 8 as follows.

Во втором и четвертом квадрантах под действием высокого потенциала с (п-1) разряда регистра 13, соответствующего 90° угла β. происходит перевод управляемого инвертора 7 в режим повторителя, а также смена входных напряжений коммутатором 8 на аналоговых входах ЦАП 9 и ЦАП 10 во втором и третьем квадрантах управляемый инвертор 12 переводится из режима инвертирования в режим повторителя. Таким образом, напряжение на выходе управляемого инвертора 12 формируется в соответствии с выражением (1).In the second and fourth quadrants under the action of a high potential with (n-1) discharge register 13, corresponding to a 90 ° angle β. the controlled inverter 7 is transferred to the repeater mode, as well as the input voltage is changed by the switch 8 at the analog inputs of the DAC 9 and the DAC 10 in the second and third quadrants, the controlled inverter 12 is transferred from the invert mode to the repeater mode. Thus, the voltage at the output of the controlled inverter 12 is formed in accordance with the expression (1).

Это напряжение, усиленное усилителем 4 приводит во вращение двигатель 3, который разворачивает ротор СКВТ до тех пор, пока напряжение на выходе сумматора 11 не становится равным нулю.This voltage, amplified by the amplifier 4, drives the engine 3, which rotates the rotor of the SCVT until the voltage at the output of the adder 11 becomes zero.

Таким образом, в цепи прохождения напряжения с выходной синусной обмотки СКВТ до ее суммирования с напряжением с косинусной обмотки СКВТ исключается аналоговый коммутационный элемент, что уменьшает погрешность преобразования. Добавление управляемого инвертора 12 с коммутационным элементом на выходе сумматора 11 при этом может привести лишь к незначительному изменению крутизны сигнала рассогласования, что при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 4 практически не влияет на точность преобразования.Thus, an analog switching element is excluded in the voltage transmission circuit from the output sinus winding of an SCWT until it is summed with the voltage from the cosine winding of an SKWT, which reduces the conversion error. The addition of a controlled inverter 12 with a switching element at the output of the adder 11 can only lead to a slight change in the slope of the error signal, which with a sufficiently large gain of the amplifier 4 practically does not affect the accuracy of the conversion.

Claims

Claim

A code converter in the angle of rotation of the shaft, containing a sine-cosine rotating transformer, a register, the outputs of the least significant bits of which are connected to the inputs of the code to code converter, the first and second groups of outputs of which are connected to the digital inputs of the first and second digital-to-analog converters, respectively, the outputs of which are connected to the inputs an adder, an amplifier whose output is connected to the input of a motor kinematically coupled to a rotor of a sine-cosine rotating transformer, a reference voltage source yazheniya whose output is connected to the rotor winding of the rotary sine-cosine transformer, characterized in that, in order to increase the accuracy of the converter, two controlled inverter introduced therein, the switch and the exclusive-OR gate. the inputs of which are connected to the outputs of the two upper bits of the register, and the output is connected to the control input of the first inverter, the information input of which is connected to the output of the adder, and the output is connected to the input of the amplifier, the output of one stator winding of a sine-cosine rotating transformer through a second controlled inverter is connected to one input 5 of the switch, and the output of another stator winding with another input of the switch, the outputs of which are connected to the information inputs of the first and second digital-to-analog converters accordingly, the output of the penultimate senior discharge of the resistor is connected to the control inputs of the second controlled inverter and switch.