SU400020A1 - - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть применено в устройствах управлеии ,1регулирован:и  и контрол  с помощью управл ющих цифровых вычислительных машин (УЦВМ).

Известны преобразователи код-неограниченный угол, содержащие промежуточные преобразователи код - напр жение, вращающийс  трансформатор (ВТ) обратной св зи и усилитель след щей системы с двигателем на выходе. При этом с выхода одного преобразовател  снимаетс  напр жение Usina, а с выхода другого Ucosa, где а - угол поворота. Эти напр жени  через усилители переменного тока подаютс  на обмотки ВТ, т. е. преобразователи с усилител ми  вл ютс  эквивалентами ВТ датчика обычных след щих систем на ВТ.

Однако в этих преобразовател х имеютс  два промежуточных преобразовател  код - напр жение переменного тока и высокостабильные усилители переменного тока, которые усложн ют преобразователь, уменьщают его надежность и затрудн ют получение высокой точности преобразовани , что делает не рациональным применение такого преобразовател , например, при использовании УЦВМ в моделирующих стендах и авиационных тренажерах .

Цель изобретени  - обеспечение поворота вала нагрузки на неограниченный угол по сигналам УЦВМ при использовании одного промежуточного преобразовател  код - напр жение переменного тока, а также повышение точности преобразовани .

Дл  этого в преобразователь введены два фазоинвертора и три переключател , что дает возможность отказатьс  от одного промежуточного преобразовател  код - напр жение переменного тока и двух высокоточных усилителей . При этом оставшийс  промел уточный преобразователь код - напр жение переменного тока работает в диапазоне только О-45°

вместо диапазона О-90° изменени  вычисл емого угла.

Преобразователь код - напр жение (ПКН) через переключатель подключаетс  к одному или второму выходу первого фазоинвертора,

другой фазоинвертор также через переключатель подключаетс  к одной или второй выходной обмотке ВТ. Напр жение на вход усилител  поступает с фазоинвертора еще через один переключатель.

На чертеже приведена функциональна  схема преобразовател  код-угол.

Двигатель I, усилитель след щей системы (УСС) 2, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор (СКВТ) 3, фазоинвертор 4 и

схема сравнени  (СС) 5 образуют след щую

систему. Управл ющее напр жение в след щую систему поступает с преобразователг  код - напр жение (ПКН) 6, который питаетс  от фазоиввертора 7 через переключатель 8. Переключатель позвол ет измен ть фазу упр-авл ющего напр жени  на 180°, так как фаза выходного напр жени  ПКН определ етс  фазой питающего напр жени . Переключатель 9 измен ет на 180° фазу напр жени  обратной св зи, снимаемого с фазоинвертора 4.

Фазоинвертор 4 подключаетс  к первой или второй выходной обмотке СКВТ 3 через переключатель 10. Управление переключател ми 9, 10, 8 осуществл етс  трем  старшими разр дами кода, выдаваемого УЦВМ. Мл1адщие разр ды кода преобразуютс  ПКН 6 в переменное напр жение, величина которого пропорциональна значению кода этих разр дов.

След ща  система имеет одно устойчивое состо ние, определ емое величиной управл ющего напр жени , а также фазовыми соотнощени ми управл ющего напр жени    напр жени  0:брат1ной св зи. Каждому из восьми возможных сочетаний положений переключателей 9, 10, 8 соответствует такое соотношение фаз управл ющего напр жени  и напр жени  обратной св зи, при котором след ща  система обладает устойчивостью при углах а поворота выходного вала преобразовател  (ротор СКВТ 3) только в одном из восьми октантов. Положение переключател  9 определ ет полукруг, положение переключател  10 - квадрант в пределах выбранного полукруга, а положение переключател  8 - октант в пределах выбранного переключател ми 9 и 10 квадранта. При углах поворота выходного вала преобразовател  в пределах октанта отработанное зн ачение угла определ етс  величиной управл ющего напр л ени , число дискретных значений которого равно (, где п - число разр дов кода, выдаваемого УЦВМ.

Поскольку в цепи обратной св зи стоит

СКВТ, выходное напр жение которого пропорционально синусу угла поворота ротора, то и управл ющее напр жение, получаемое с выхода ПКН, должно быть пропорциональным синусу угла в пределах октанта, задаваемого

УЦВМ. Трн старщих разр да кода УЦВМ определ ют номер октанта, а числа, задаваемые младщими разр дами кода УЦВМ, должны быть пропорциональны синусу угла поворота в пределах октанта согласно таблице. В этой

же таблице записи код каждого октанта (соответственно значению трех старщих разр дов кода, выдаваемого УЦВМ). Ноль в разр де кода условно означает, что соответствующий переключатель 9, 10, 8 занимает положение,

показанное на чертеже.

Если считать положение переключателей 9, 10, 8, изображенное на чертеже, за нулевое (код, задаваемый старщими разр дами - 000...), то след ща  система согласно чертежу будет обладать устойчивостью в восьмом октанте. УЦВМ младнлими разр дами кода управл ет работой ПКН 6, на выходе которого по вл етс  переменное напр жение с амллитудой , пропорциональной коду УЦВМ (sin(360°-ее), задаваемого УЦВМ). Это напр жение  вл етс  управл ющим и поступает на вход СС 5. На другой вход СС 5 подаетс  напр жение обратной св зи, снимаемое с фазоинвертора 4. Если напр жение обратной св зи не скомпенсирует управл ющий сигнал, то на выходе СС 5 по витс  сигнал рассогласовани . Сигнал рассогласовани  после усилени  в УСС 2 подаетс  на управл ющую обмотку двигател  1, с осью которого св заи ротор СКВТ 3. Двигатель 1 разворачивает ротор

СКВТ 3 до тех лор, пока напр жение обратной св зи не скомпенсирует унравл ющее напр жение . В этом случае сигнал рассогласовани  на выходе СС 5 станет равным нулю ислед ща  система займет устойчивое состо ние .

При изменении кода УЦВМ в младших разр дах измен етс  величина управл ющего напр жени  на выходе ПКН 6, и след ща  система отрабатывает по вившийс  на выходе

СС 5 сигнал рассогласовани  до нул , т. е.

ротор СКВТ 3 окажетс  развернут на новый

угол, заданный кодом УЦВМ.

При изменении значени  кода УЦВМ в

(п-2)-ом разр де (код старших разр дов 001 . . . ) фаза управл ющего напр жени  измен етс  на 180°, и фазовые соотношени  (при ранее используемой выходной обмотке СКВТ 3) будут выполн тьс  только в первом октанте , т. е. след ща  система сможет прин ть

устойчивое состо ние только в первом октанте . Прохождение сигналов и отработка рассогласовани  происходит точно также, как сказано выше.

Если теперь изменитс  код УЦВМ в (п,)-м разр де (код ст.а|рших раз;р ов 011...), то переключателем 10 фазоинвертор 4 подключитс  к другой выходной обмотке СКВТ 3. Так как втора  выходна  обмотка СКВТ 3 в пространстве сдвинута относительно первой па 90°, то след ща  система будет устойчиво работать в соседнем квадранте.

При изменении старшего .разр да кода УЦВМ (например, код старших разр дов примет значение 111) в дополнение к уже имевшим место коммутаци м произойдет переключение переключател  9. В этом случае напр жение обратной св зи будет сниматьс  с второго выхода фазоипвертора 4, т. е. фаза напр жени  о:братной св зи изменитс  на 180°, и след ща  система станет устойчивой на втором полукруге.

При рассматриваемом значении старщп.х разр дов кода УЦВМ (111 . ..) след ща  система окажетс  устойчивой в 70-ом октанте. Таким образом, в данном преобразователе по командам, задаваемым трем  старшими разр дами кода УЦВМ, обеспечиваетс  выполнение условий устойчивости след щей системы в любом .из восьми октаптов. В пределах октанта отработка угла, заданного младшими разр дами кода УЦВМ, происходит до тех пор, пока сигнал рассогласовани  на выходе СС 5 не примет мини.мальное значение, т. е. станет ниже порога чувствительности УСС 2.

Точность задани  угл-а а поворота выходного вала преобразовател  определ етс  «ценой младшего разр .да кода УЦВМ. Например , при 12-разр дном коде УЦВМ, три старших разр да которого используютс  дл  определени  октанта, а дев ть младших дл  управлени  ПКН 6, точность задани  угла а поворота выходного вала преобразовател  равна а «4,7 (sina«0,00138).

Точность отработки заданного угла а в предлагаемом преобразователе определ етс  чувствительностью и точностью след шей системы , а также точностью работы СКВТ.

П р е .д м е т изобретени 

Преобразователь код - угол, содержащий преобразователь код - Напр л ение, выход которого соединен с первым входом схемы сравнени , выход которой подключен через усилитель к двигателю, кинематически св занному с синусно-косинусным вращающимс  трансформатором , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  устройства, повышени  точности и

надежности его работы, в него введены фазоинверторы , первый нз которых подключен к синусно-косинусному вращающемус  трансформатору , и переключатели, первый из которых подключен к первому фазоинвертору и ко

второму входу схемы сравнени , второй переключатель - к первому фазоннве ртору и к синусно-косинусному вращаюи1;емус  тралсформатору , а третий переключатель включен вторым фазоинвертором и преобразователем код-напр жение.