SU714414A1

SU714414A1 - Pulse integrator

Info

Publication number: SU714414A1
Application number: SU772532974A
Authority: SU
Inventors: Олег Егорович Чеботаев; Валентин Федорович Мотин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3327
Priority date: 1977-09-12
Filing date: 1977-09-12
Publication date: 1980-02-05

Description

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, может быть использовано для воспроизведения значения угла вращения инерционного объекта и для воспроизведе- ⁵ния других плавно изменяющихся процессов /информация о которых переда.ется Методом приращений.The invention relates to the field of automation and computer technology, can be used to reproduce the value of the rotation angle of an inertial object and to reproduce ⁵ other smoothly changing processes / information about which is transmitted by the Increment method.

Известны интеграторы импульсов, содержащие счетчик, генератор импуль-·’ сов и управляемые делители частоты [1]Known pulse integrators containing a counter, a pulse generator · · ’owls and controlled frequency dividers [1]

Недостатками этих интеграторов являются низкая точность, узкий частотный диапазон, невозможность работы при искусственной редукции скорости протекания процессов. Данные недостатки обусловлены неоптимальностью использования имеющихся элементов и ότ-_. сутствием соответствующих узлов, позволяющих устранить вышеприведенные недостатки.The disadvantages of these integrators are low accuracy, a narrow frequency range, the inability to work with artificial reduction of the speed of the processes. These shortcomings are due to the non-optimal use of existing elements and ότ-_. the absence of appropriate nodes to eliminate the above disadvantages.

Наиболее близким по технической 25 сущности и достигаемому результату к данному является интегратор импульсов, содержащий счетчик, управляемый делитель частоты, блок управления, измеритель рассогласования, компенса~3( тор фазовой ошибки, генератор импульт сов, блок коррекции и связи [2].The closest in technical essence and achieved result to this is a pulse integrator containing a counter, a controlled frequency divider, a control unit, a mismatch meter, compensation ~ 3 (phase error torus, pulse generator, correction and communication unit [2].

в интеграторе осуществляется умножение входных азимутальных импульсов на целое,наперед заданное.число раз , таким образом, что на выходе управляемого делителя частоты формируются импульсы повышенной частоты, равномерно расположенные внутри дискрета ) входных азимутальных импульсов. Им; пульсы повышенной'частоты подсчиты- ваются счетчиком, выходные разряды которого образуют параллельный цифровой код. При изменении периода азиi мутальных импульсов количество импульсов повышенной частоты поддерживается постоянным благодаря изменению коэффициента деления управляемого делителя частоты через блок управления I по результатам подсчета количества импульсов повышенной частоты за период между соседними входными азимутальными импульсами в измерителе рассогласования.in the integrator, the input azimuthal pulses are multiplied by an integer previously specified. a number of times, so that high-frequency pulses are formed at the output of the controlled frequency divider evenly located inside the discrete) input azimuthal pulses. Them; high-frequency pulses are counted by a counter, the output bits of which form a parallel digital code. When changing the period of azimuthal pulses, the number of pulses of increased frequency is kept constant due to a change in the division ratio of the controlled frequency divider through control unit I according to the results of counting the number of pulses of increased frequency for the period between adjacent input azimuthal pulses in the mismatch meter.

Недостатком этого устройства является невозможность возпроизведения угугла при передаче процесса вращения азимутальными импульсами с. датчиков угла, связанных с вращающимся валомThe disadvantage of this device is the inability to reproduce coal during transmission of the rotation process with azimuthal pulses c. angle sensors associated with a rotating shaft

I через понижающий редуктор.I through a reduction gear.

цепью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.the chain of the invention is the extension of the functionality of the device.

Это достигается тем, что в интегратор импульсов, содержащий управляемый делитель частоты, один из входов которого соединен с генератором импульсов, а другой — с выходом блока управления, два входа которого со. единены с выходом блока коррекции и первым выходом измерителя рассогласования соответственно, выход генератора импульсов соединен с первым входом блока коррекции, второй и третий входа которого подключены к выходу бло; ка ^правления и входу азимутальных импульсов соответственно,, выход управняемого делителя частоты соединен с первыми’входами измерителя рассогласования и компенсатора фазовой ошибки, второй и третий входа которого соединены с выходами генерато—''р^-ймпульсов и первым входом измеритёлА^- рас'согласованйя' соответственно, а,выход— с первым входом счетчика, выход которого является выходом устройства, введены· блок умножения, выход которого соединен со вторым входом измерителя рассогласования, первый вход с вторым выходом измерителя . рассогласования, второй — с входом азимутальных импульсов, а третий с входом признака умножения, блок формирования юстировочных импульсов, первый вход которого соединен с входом азимутальных импульсов, второй — с входом признака умножения, третий с входом юстировочных импульсов, a i выход — с вторым входом счетчика соответственно, выход генератора Импульсов соединен с третьим входом измерителя рассогласования.This is achieved by the fact that in the pulse integrator, containing a controlled frequency divider, one of the inputs of which is connected to the pulse generator, and the other with the output of the control unit, the two inputs of which co. are single with the output of the correction unit and the first output of the mismatch meter, respectively, the output of the pulse generator is connected to the first input of the correction unit, the second and third inputs of which are connected to the output of the unit; the direction and input of the azimuthal pulses, respectively, the output of the controlled frequency divider is connected to the first inputs of the mismatch meter and the phase error compensator, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the generator p-pulses and the first input of the meter ^{is A-} mismatch 'respectively, a, output — with the first input of the counter, the output of which is the output of the device, a · multiplication unit is introduced, the output of which is connected to the second input of the mismatch meter, the first input with the second output of the meter. discrepancies, the second with the input of the azimuthal pulses, and the third with the input of the sign of multiplication, the unit for generating alignment pulses, the first input of which is connected to the input of the azimuthal pulses, the second with the input of the sign of multiplication, the third with the input of the adjustment pulses, ai the output with the second input of the counter accordingly, the output of the Pulse generator is connected to the third input of the mismatch meter.

На чертеже представлена структур• ная схема интегратора импульсов. Интегратор содержит генератор 1 импульсов, блок 2 коррекции, управляемый делитель 3 частоты, блок 4 управления, измеритель 5 рассогласования, блок б умножения, блок 7 формирова........ния юстировочных импульсов, компенiсатор 8 фазовой ошибки, счетчик 9, вход. 10 азимутальных импульсов, вход 1JL признака умножения, вход 12 юстировочных импульсов, выход 13 устройства.The drawing shows a • structural diagram of a pulse integrator. The integrator contains a pulse generator 1, a correction unit 2, a controlled frequency divider 3, a control unit 4, a mismatch meter 5, a multiplication unit b, an adjustment pulse generating unit 7 ........ adjustment pulses, a phase error compensator 8, a counter 9, entrance. 10 azimuthal pulses, input 1JL sign of multiplication, input 12 alignment pulses, output 13 of the device.

' При передаче угла вращения методом приращений поканалу связи передается последовательность азимутальных импульсов,'следующих через - равные угловые интервалы, и юстировочный импульс один раз за оборот объекта для обеспечения синхронизации. воспроизведения вращения.Интегратор осуществляет экстраполяцию точ-~HW0 углового положения вала на интервале азимутальных импульсов, используя инерционные свойства/ вращающегося объекта (изменяющегося про \ цесса) путем формирования определен^ ного постоянного числа мелких азимутальных импульсов (МАИ) в интервале между каждыми двумя азимутальными . импульсами и накопление их в счетчиj ,ке. Если датчик угла, являющийся источником азимутальных отметок и .юстировочного импульса, связан с вращающимся объектом через понижающий редуктор, то для воспроизведения истинной скорости объекта при таком ре- жиме работы в интеграторе импульсов необходимо увеличить число азимутальных импульсов и'частоту поступления юстировочных импульсов в целое число раз, равное коэффициенту передачи редуктора, связывающего вал объекта с датчиком угла. В устройстве увеличение числа азимутальных импульсов осуществляется в блоке 6 умножения, а увеличение числа юстировочных импульсов - в блоке 7 формирования юстировочных импульсов, на которые подается по входу 11 признак умножения. Блок 7 формирования юстировочных импульсов обеспечивает формирование сигналов для установки счетчика 9 в исходное состояние один раз за оборот вращающегося объекта (За один цикл изменения инерционного процесса ’ По входу 12 юстировочный импульс при- 'ходит один раз за несколько оборотов объекта. Увеличение числа юстировочных импульсов может быть легко реализовано на двоичном счетчике путем подсчета.азимутальных импульсов. в’ соответствии с признаком умножения в счетчик вводится требуемый код, а импульсы переноса счетчика блока 7 формирования юстировочных импульсов объединяются с юстировочным импульсом и поступают на установку счетчика 9. Например, при передаче вращения через понижающий редуктор с коэффициентом передачи (кр'= 3:1), блок 7 формирования юстировочных импульсов вырабатывает два дополнительных импульса для установки счетчика 9 в неходкое состояние. Под признаком умножения донимается сигнал, характеризующий конкретно сопрягаемое изделие, имеющее, как правило, понижающий редуктор с определенным коэффициентом передачи. В принципе несущественно, каким образом будет подаваться данный сигнал по входу 11: уровнем определенной градации, или частотой и т. п. Устройство ввода, входящее в состав блока б умножения, в зависимости от признака формирует соответствующий код, изменяющий коэффициент пересчета счетчика блока б умножения. Между кодом и признаком умножения существует однозначное соответствие (поддерживаемое устройством). Кроме того, конкретный признак умножения необходим и для блока 7 формирования юстировочных импульсов, он изменяет ко- .10 эффициент пересчета, входящего в состав блока 7 формирования юстировочных импульсов. Целесообразность последнего обусловлена тем, кто юстиро-'· вочные импульсы в зависимости от передаточного отношения редуктора могут S поступать с различной частотой, кратность которой истинным юстировочным импульсом зависит от типа сопрягаем мого изделия.'When transmitting the rotation angle by the incremental method, a sequence of azimuthal pulses is transmitted to the communication channel,' followed by equal angular intervals, and the alignment pulse once per revolution of the object to ensure synchronization. reproduction of rotation. The integrator extrapolates the exact ~ HW0 angular position of the shaft in the interval of azimuthal pulses using the inertial properties of the rotating object (changing process) by forming a certain constant number of small azimuthal pulses (MAI) in the interval between every two azimuthal pulses. pulses and their accumulation in the counter, ke. If the angle sensor, which is the source of azimuthal elevations and the alignment pulse, is connected to a rotating object through a reduction gear, then to reproduce the true speed of the object with this mode of operation in the pulse integrator, it is necessary to increase the number of azimuthal pulses and the frequency of alignment pulses in an integer times equal to the gear ratio of the gearbox connecting the object shaft with the angle sensor. In the device, an increase in the number of azimuthal pulses is carried out in the multiplication block 6, and an increase in the number of alignment pulses is carried out in the block 7 for forming alignment pulses, to which a multiplication sign is supplied at input 11. Block 7 forming the alignment pulses provides the formation of signals for setting the counter 9 to the initial state once per revolution of a rotating object (For one cycle of variation of the inertial process' At input 12, the alignment pulse arrives once every few revolutions of the object. An increase in the number of alignment pulses can can be easily implemented on a binary counter by counting azimuthal pulses.in accordance with the sign of multiplication, the required code is entered into the counter, and the transfer pulses of the counter of block 7 form The adjusting impulses are combined with the adjusting impulse and go to the installation of counter 9. For example, when transmitting rotation through a reduction gear with a transmission coefficient (cr '= 3: 1), the adjusting impulse generation unit 7 generates two additional impulses for setting the counter 9 to an unstable state Under the sign of multiplication is meant a signal that characterizes a specifically mated product, having, as a rule, a reduction gear with a certain gear ratio. In principle, it doesn’t matter how this signal will be input 11: the level of a certain gradation, or frequency, etc. The input device, which is part of the multiplication block b, depending on the sign generates the corresponding code that changes the conversion factor of the counter of the multiplication block b . There is an unambiguous correspondence between the code and the sign of multiplication (supported by the device). In addition, a specific sign of multiplication is necessary for block 7 of the formation of alignment pulses, it changes the factor .10 conversion factor, which is part of block 7 of the formation of alignment pulses. The expediency of the latter is due to the fact that adjustment pulses, depending on the gear ratio of the gearbox, can S arrive at different frequencies, the frequency of which with a true adjustment pulse depends on the type of mating product.

Блок 6 умножения обеспечивает увеличение числа азимутальных импульсов, поступающих в измеритель 5 рассогласования в соответствии с признаком умножения, поступающим по входу 11. В зависимости от признака умножения необходимое число иммитированных ази- *5 мутальных импульсов, получаемых в из- . мерителе 5 рассогласованы путем подсчета МАИ с выхода управляемого делителя 3 частоты, объединяются в блоке 6 умножения с азимутальными импульса-лб ми, поступающими ко входу 10 и используются в измерителе 5 рассогласования. Например, при передаче вращения через редуктор с кр = 3:1 в блоке б умножения увеличение числа азимутальных ' 25 импульсов в 3 раза осуществляется добавлением двух имитированных азимутальных импульсов к каждому импульсу, поступающему по входу 10. Объединенные импульсы поступают на измеритель jq 5 рассогласования. В измерителе 5 рассогласования подсчитывается количество импульсов повышенной частоты _оза период между двумя азимутальными импульсами. При этом очевидно, что -jуправляющее воздействие, поступающее с выхода измерителя 5 рассогласования на входы блока 4 управления и компенсатор 8 фазовой ошибки, будет возникать лишь по результатам подсче-, та количества импульсов повышенной 40 частоты в период между последним имитированным азимутальным импульсом и истинным азимутальным импульсом ко входу 10, так как в период между имитированными импульсами количество, им- 45 пульсов повышенной частоты будет равнй требуемому, и управляющее воздействие на выходе измерителя 5 рассогласования будет равно нулю. Кроме того, в измеритель 5 рассогласования искус- 50 ственно вводится зона нёчувствитёль- . но,сти, определяемая в общем случае параметрами выбранных элементов (возможностью устранения режима автоко-, . лебаний). В противном случае умножи- 55 тель импульсов при сравнительно малых входных воздействиях (малом рассогласовании) будет находиться в режиме автоколебаний. Описанный выше способ формирования азимутальных импульсов позволяет осуществить требуемую ’'редакцию*' в воспроизведении углё вращения объекта и в то же время обеспечивает слежение за изменением периода входных азимутальных импульсов, т. е, отрабатывает изменение скорфсти вращения объекта.Block 6 multiplication provides an increase in the number of azimuthal pulses entering the mismatch meter 5 in accordance with the sign of multiplication received at input 11. Depending on the sign of multiplication, the required number of simulated azimuth * 5 mutual pulses obtained from -. measurer 5 are mismatched by counting the MAI from the output of the controlled frequency divider 3, are combined in the multiplication unit 6 with azimuthal pulses — foreheads arriving at input 10 and used in the mismatch meter 5. For example, when transmitting rotation through a gearbox with cr = 3: 1 in the multiplication unit b, an increase in the number of azimuthal '25 pulses by 3 times is carried out by adding two simulated azimuthal pulses to each pulse arriving at input 10. The combined pulses are fed to the mismatch meter jq 5. In the mismatch meter 5, the number of pulses of increased frequency _{o is} calculated for the period between two azimuthal pulses. It is obvious that the -j control action coming from the output of the mismatch meter 5 to the inputs of the control unit 4 and the phase error compensator 8 will occur only according to the results of the calculation of the number of pulses with an increased 40 frequency in the period between the last simulated azimuthal pulse and the true azimuthal pulse to input 10, since in the period between the simulated pulses the number of pulses of increased frequency 45 will be equal to the required, and the control action at the output of the meter 5 mismatch bu It is equal to zero. In addition, a deadband-zone is artificially introduced into the mismatch meter 5. but, STI, determined in the general case by the parameters of the selected elements (the ability to eliminate the auto-,. swaying mode). Otherwise, the pulse multiplier will be in self-oscillation mode with relatively small input influences (small mismatch). The method of generating azimuthal pulses described above allows the desired “edition *” to be performed in reproducing the rotation angle of the object and at the same time provides tracking of the change in the period of the input azimuthal pulses, i.e., it processes the change in the rotation speed of the object.

Claims

(54) IMPULSE INTEGRATOR 7 The aim of the invention is to expand the functionality of the device. This is achieved by the fact that the pulse integrator contains a controlled frequency divider, one of the inputs of which is connected to a pulse generator, and the other to the output of the control unit, two inputs of which are connected to the output of the correction unit and the first output of the error meter. The output of the pulse generator is connected to the first input of the correction unit, the second and third inputs of which are connected to the output of the control unit and the azimuth pulse input, respectively, the output yn: E of the frequency splitter connected to The first inputs of the error meter and the phase error compensator, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the generator and the first input, have measured, respectively, the output-- with the first input of the counter, the output of which is the output of the device, are entered the multiplication, the output of which is connected to the second input of the error meter, the first input with the second output of the measuring instrument. misalignment, the second - with the input of azimuth pulses, and the third with the input of the multiplication sign, the adjustment pulse shaping unit whose first input is connected with the input of the azimuth pulses, the second with the input of the multiplication sign, the third with the input, the home-adjustment pulses, and the second input with the counter input accordingly, the output of the pulse generator Ω. pulses is connected to the third input of the error meter. The drawing shows the structures on the pulse integrator circuit. The integrator contains an impulse generator 1, a correction unit 2, a controlled frequency divider 3, a control unit 4, a variance meter 5, a multiplication unit b, an adjustment impulse generation unit 7, a phase error compensator 8, a counter 9, an input. 10 azimuth impulses, input 1D of the sign of multiplication, input 12 adjusting pulses, output 13 devices, a. When transmitting the rotation angle by the increment method, the communication channel transmits a sequence of azimuthal pulses following alternating angular intervals, and the justification pulse once per revolution. facility for synchronization. reproducing the rotation, the integrator performs the extrapolation of the point of rotation of the shaft in the azimuth pulse interval using the inertial properties of the rotating object (and the imaging process) by forming a certain constant number of small azimuth pulses (MAI) in the interval between the intervals azimuthal. impulses and their accumulation in the counter. If the angle sensor, which is the source of the azimuth marks and. of an adjusting pulse connected with a rotating object through a reduction gear, it is necessary to increase the number of azimuth pulses and the frequency of arrival of adjusting pulses by an integral number of times equal to the transmission coefficient of the gearbox connecting the object shaft in order to reproduce the true speed of the object. with angle sensor. In the device, an increase in the number of azimuth pulses is realized in the multiplication unit 6, and an increase in the number of adjustment pulses is in the adjustment impulse generation unit 7, to which the multiplication sign is fed to the input 11. The adjustment pulse shaping unit 7 provides the formation of signals for setting the counter 9 to its original state once per rotation of the rotating object (one cycle of the inertial process change) At the input 12, the adjustment pulse comes once per several revolutions of the object. An increase in the number of adjustment pulses can be easily realized It is called on a binary counter by counting azimuthal pulses. In accordance with the sign of multiplication, the required code is entered into the counter, and the transfer pulses of the counter of the block are Adjustment impulses are combined with an adjustment impulse and sent to the installation of counter 9. For example, when transmitting rotation through a reduction gear with a transfer coefficient (cr 3: 1), the adjustment impulse generating unit 7 generates two additional impulses to set the counter 9 to the original co Under the multiplication sign, there is a signal that characterizes a particular matching product, having, as a rule, a reducing gear with a certain transmission coefficient. In principle, it is irrelevant how this signal will be fed to input 11: the level of a specific gradation, or frequency, etc. Set. The input input, which is part of the multiplication block, depending on the attribute, forms the corresponding code to change the conversion factor of the counter of the multiplication block. There is a one-to-one correspondence (supported by the device) between the code and the multiplication feature. In addition, a specific sign of multiplication is also required for the adjustment pulse shaping unit 7, it changes the conversion factor included in the adjustment pulse shaping generation unit 7. The expediency of the latter is due to the fact that adjusting pulses, depending on the gear ratio of the gearbox, can come at a different frequency, the multiplicity of which depends on the true adjustment pulse. from .Sopr gav; mmo product. The multiplier b provides an increase in the number of azimuth pulses arriving at the error meter 5 in accordance with the multiplication sign received at input 11. Depending on the multiplication sign, the required number of simulated asiatic pulses received from measurer 5 is mismatched by counting the AIA from the output of the controlled The bodies of the frequency 3 are combined in the multiplier b with the azimuthal pulses arriving at the input 10 and used in the error meter 5. For example, during the transmission of rotation es reducer cr 3: 1 to 6 multiplying unit increase in the number of pulses in the azimuth is effected 3 times with the addition of two simulated azimuth pulses for each pulse at the input 10. postupakytsemu combined pulses are applied to meter 5 mismatch. In the mismatch meter 5, the number of high-frequency pulses for the period between two azimuth pulses is added. It is obvious that the control action coming from the output of the error meter 5 to the inputs of the control unit 4 and the phase error compensator 8 will arise only from the results of counting the number of pulses of increased frequency between the last simulated azimuth pulse and the true azimuth pulse to the input 10 , as in the period between simulated pulses amount. the pulses of increased frequency will be equal to the required one, and the control effect at the output of the error meter 5 will be zero. In addition, a zone of the insensitive type, which is generally detected by the pairs of the selected elements (with the possibility of eliminating auto-drive mode), is artificially introduced into the mismatch meter 5. Otherwise, a pulse multiplier with relatively small input effects (small mismatch) will find a self-oscillation mode with e. The above-described method of forming azimuth pulses allows the required revision in reproducing the angles of rotation of the object and at the same time provides tracking of the change in the period of the input azimuth pulses, i.e., it works out the change in the sorrow of the rotation of the object. The invention has a Pulse Integrator containing a controlled frequency divider, one of the inputs of which is connected to a pulse generator, and the other. - with the output of the control unit, two inputs of which are connected respectively to the output of the correction and the first output of the error meter, the input of the pulse generator is connected to the first input of the correction unit, the second and third inputs of which are connected respectively to the output of the control unit and the input azimuthal from the pulses, output control frequency divider connected to the first inputs of the error meter and the phase error compensator, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the pulse generator and the first output of the error meter, and the output with the first input of the counter, the output of which is an output of the device, characterized in that, in order to expand the scope of application of the integrator, it contains a multiplication unit whose output is connected to the second input of the error meter , the first input is with the second output of the error meter, the second is with the input of azimuth pulses, and the third is with the input of the multiplication sign, the unit for forming adjustment pulses, the first input of which is connected to the input of azimuth and pulses, the second -. Cf is the input of the sign of multiplication, the third is with the input of adjustment pulses, and the output is with the second input of the counter, the output of the pulse generator is connected to the third input of the error meter. neither Sources of information taken into account in the examination 1. Authors, USSR certificate 424164, cl. G On (37/18, 1975. 2, USSR Author's Certificate of Application No. 219793/24 ,.cl.C.O. G 7/18, 1976 (prototype).

-j. "f

:. I

t ... f ". ; .ff / fii4U