SU470845A1 - Преобразователь код-угол - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники, а именно, к устройствам, нреобразуюш,им цифровой код в угловое перемещение.

Известны преобразователи «код-гугол, содержащие генератор высокой частоты, выход которого соединен с клапаном, счетчики имнульсов, блок фазового сравнени  частот, первый вход которого соединен с выходом одного счетчика, а выход через усилитель соединен со входом исполнительного двигател . К недостаткам известных устройств относитс  относительно низка  точность преобразовани  кода в угол поворота вала исполнительного механизма, вызванна  неточностью самих индукционных фазовращателей, а также необходимость фазировани  генератора синусоидальных колебаний пр моугольными импульсами с выхода счетчика, также св занна  с неизбежными погрещност ми, что приводит к ошибке преобразовани  код - угол. Кроме того, известным преобразовател м свойственны низкие динамические показатели преобразовани , так как ввод нового кода может быть осуществлен лишь после предварительного запрета прохождени  импульсов на, второй счетчик клапаном и сброса на нуль этого счетчика. В этом случае отработка кода преобразователем начинаетс  не с момента введени  кода, а спуст  некоторый промежуток времени, когда первый счетчик по окончании цикла работы выходным импульсом вновь открывает клапан.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности работы преобразовател  код - угол. Эта цель достигаетс  введением в преобразователь сервопривода, блока изменени  числа импульсов и дифференциального частотного датчика, выполненного в виде безобмоточного ротора, подвижного и неподвижного статоров с обмотками, причем выход генератора высокой частоты соединен со входом сервопривода, вал которого соединен с ротором дифференциального частотного датчика,

и через первый клапан выход генератора высокой частоты соединен со входом первого счетчика импульсов и с одним входом блока изменени  числа импульсов, выход которого соединен со входом второго счетчика; выходна  обмотка неподвижного статора дифференциального частотного датчика соединена с одним входом блока унравлени  клапанами, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, один выход блока управлени  клапанами соединен с первым клапаном, а второй выход - со вторым клапаном; выходна  обмотка подвижного статора дифференциального частотного датчика через второй клапан соединена с другим входом блока фазового сравнени  частот, а вал

подвижного статора соединен с валом двигател .

На чертеже приведена блок-схема преобразовател  «код - угол.

Преобразователь содержит два счетчика импульсов 1 и 2 одинаковой емкости, блок 3 управлени  клапанами 4 и 5, блок 6 изменени  числа импульсов, генератор 7 высокой частоты, дифференциальный частотный датчик 8,  вл ющийс  датчиком углового перемещени  и включающий ротор 9, подвижный и неподвижный статоры 10 и 11 с обмотками соответственно, блок 12 фазового сравнени  частот, соединенный через усилитель 13 с исполнительным двигателем 14, и сервопривод 15.

Блок 3 управлени  клапанами выполнен из последовательно соединенных устройства определени  сближени  импульсов на временной интервал Тс и логического устройства.

Блок 12 фазового сравнени  частот выполнен из последовательно соединенных устройства определени  сближени  импульсов на временной интервал tc, аналогичного устройству блока 3, и многотактного логического устройства.

Преобразователь «код-угол работает следующим образом.

ЕСли в начальный момент сдв г между зубцами подвижного и неподвижного статоров дифференциального частотного датчика 8 отсутствует, сигналы с выходов подвижного 10 и неподвижного 11 статоров датчика синфазны , и если клапаны 4 и 5 закрыты, то сигнал с выхода неподвижного статора И датчика 8 измен ет состо ние блока 3 управлени  клапанами, который открывает клапаны 4 и 5, пропуска  тем самым импульсы с генератора 7 высокой частоты на счетчик импульсов 1 и блок 6 изменени  числа импульсов . С приходом на вход счетчика 1 количества импульсов, равного величине емкости этого счетчика, на выходе счетчика 1 по витс  импульс, который измен ет выходной сигнал блока управлени  клапанами 3.

Клапан 4 закрываетс , прекраща  тем самым прохождение импульсов с генератора 7 на вход счетчика 1 и блок 6 изменени  числа импульсов. Открываетс  клапан 4 лищь с приходом на другой вход блока 3 управлени  клапанами сигнала с выхода неподвижного статора 11 датчика 8.

Таким образом, осуществл етс  синхронизаци  начала каждого цикла работы счетчика с моментом прихода импульсов с выхода неподвижного статора 11 датчика 8, необходима  дл  последующего фазового сравнени  импульсов, поступающих с выхода счетчика 2, с сигналом с выхода подвижного статора 10 датчика 8.

Если заданный код равен нулю, то первоначальное состо ние счетчика 2 таково, что импульсы с его выхода по вл ютс  с первым импульсом на его входе после открыти  клалана 4. Поэтому в каждом цикле работы счетчиков , импульс с выхода счетчпка 2 будет синфазен в пределах зоны квантовани  с сигналом с неподвижного статора 11 датчика 8. А так как полагаем, что сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8 отсутствует, то этот импульс со счетчика 2 будет синфазен и с сигналом с выхода подвижного статора 10 датчика 8. При этом выходной сигнал с блока 12 фазового сравнени  частот равен нулю, очевидно, что такое положение управл емого органа соответствует нулевому входному коду.

В том случае, когда сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8 не равен нулю при нулевом входном коде , на выходе блока 12 фазового сравнени  частот по вл етс  сигнал рассогласовани , воздействующий через усилитель 13 на исполнительный двигатель 14. Двигатель 14, в свою

очередь, поворачивает подвижный статор 10 дат1;ика 8 до тех пор, пока фазовое рассогласование сравниваемых частот не будет равно нулю, то есть, пока не исчезнет сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8.

При вводе в блок 6 некоторого кода в зависимости от величины и знака этого кода, блок 6 высекает или добавл ет соответствующее число импульсов, сдвига  тем самым фазу импульса с выхода счетчика 2 по отнощению к фазе сигнала с выхода подвижного статора 10 датчика 8. При этом блок 12 так же, как и в предыдущем случае, выдает сигнал рассогласовани . Производитс  отработка рассогласовани , в результате чего статор 10 занимает новое угловое положение, соответствующее введенному коду.

Такое устройство сдвига фазы импульсов с выхода счетчика 2 позвол ет непрерывно отслеживать код и нуждаетс  в периодическом

сбросе счетчиков в исходное состо ние, что

значительно повышает динамические качества

устройства.

Дл  вращени  ротора 9 может быть использован синхронный двигатель или двигатель посто нного тока, управл емый астатическим дискретным регул тором скорости. Очевидно, что скорость вращени  ротора 9 должна быть такой, чтобы частоты сигналов

с выходов статора датчика и счетчика 1 (или 2) были равны между собой. В данном устройстве это достигаетс  тем, что сервопривод 15 синхронизируетс  частотой, котора  поступает на счетчики 1 и 2. Однако вследствие

различных помех возможно в отдельные моменты изменение мгновенной скорости сервопривода . В предлагаемом устройстве исключение вли ни  неравномерности вращени  на точность преобразовани  «код - угол обе

спечиваетс  блоком 3 управлени  клапанами, соединенным с клапанами 4 и 5.

Предмет изобретени 

Преобразователь «код - угол, содержащий генератор высокой частоты, выход которого

соединен с клапаном, счетчики импульсов, блок фазового сравнени  частот, первый вход которого соединен с выходом одного счетчика , а выход через усилитель соединен со входом исполнительного двигател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства, в него введены сервопривод , блок изменени  числа импульсов и дифференциальный частотный датчик, выполненный в виде безобмоточного ротора, подвижного и неподвижного статоров с обмотками, причем выход генератора высокой частоты соединен со входом сервопривода, вал которого соединен с ротором дифференциального частотного датчика, и через первый клапан выход генератора высокой частоты соединен

со входом первого счетчика импульсов и с одним входом блока изменени  числа импульсов , выход которого соединен со входом второго счетчика, выходна  обмотка неподвижного статора дифференциального частотного датчика соединена с одним входом блока управлени  клапанами, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов , один выход блока управлени  клапанами соединен с первым клапаном, а второй выход - со вторым клапаном, выходна  обмотка подвижного статора дифференциального частотного датчика через второй клапан соединена с другим входом блока фазового

сравнени  частот, а вал подвижного статора соединен с валом двигател .