Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

»

»

° . - ъ куя ь;»» л ЦБ 1»

О П И С А Н И Е 1111660072

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 19.04.77 (21) 2490705 18-24 (51) М. Кл."G 08С 9, 00 с присоединением заявки М

Государственный комитет (23) Приоритет ло делам изобретений (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень Ло 16 (53) УДК 681.325 (088.8) и открытий (45) Дата опубли.ования описания 30,04.79 (72) Авторы изобретения

В. Д. Аксененко, С. Я. Барменков, В. H. Васильев и В. П. Орлов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления для преобразования углов поворота вала в код с большой точностью.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчики угла, соединенные с приемниками, связанными через редукторы с двигателями и узлами преобразования «угол — код», выходы которых подключены к входам суммирующего счетчика (11.

Их недостатком является наличие динамической погрешности при преобразовании угла поворота вала в код.

Наиболее близким решением является выполнение преобразователя, содержащего связанные с входным валом многополюсный и двухполюсный датчики угла; выход двухполюсного датчика угла через приемник угла подключен к одному входу сумматора, выходы многополюсного датчика угла через двухполюсные фазовращатели подключены ко входам фазового дискриминатора, выходы сумматора и фазового дискриминатора через управляющие усилители подключены соответственно к первому и второму двигателям, валы которых соединены с соответствующими валами двухполюсных фазовращателей и узлов преобразования

«угол — код», выходы которых подключены ко входам суммирующего счетчика, вал первого двигателя дополнительно через редуктор соединен с валом приемника угла

5 (2).

1-1сдостатком известного преобразователя является его невысокая точность, вызванная наличием динамической погрешности кпнематической связи через редуктор пер1Р вого двухполюсного фазовращателя с валом приемника угла и погрешности трансформаторной передачи датчика и приемника угла.

Целью изобретения является повышение

15 точности преобразователя. Это достигается тем, что в него введен дополнительный фазовый дискриминатор, входы которого соответственно соединены с выходами многополюсного датчика угла и первого двух20 полюсного фазовращатсля, а выход — с другим входом сумматора.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя. Он содержит связанные с входным валом 1 многополюс25 ный 2 и двухполюсный 3 датчики угла. Выход двухполюсного датчика 3 угла через приемник 4 угла подключен к одному входу сумматора 5. Выходы многополюсного датчика 2 угла через двухполюсные фазо30 вращатели 6 и 7 подключены ко входам

660072

Л

Л а+ Ьа=, P

3 фазового дискриминатора 8. Выходы сумматора 5 и фазового дискриминатора 8 через управляющие усилители 9 и 10 подключены соответственно к первому 11 и второму 12 двигателям, валы которых соединены с соответствующими валами двухполюсных фазовращателей 6 и 7, и узлов 13 и 14 преобразования «угол — код», выходы которых подключены ко входам суммирующего счетчика 15. Вал первого двигателя 11 дополнительно через редуктор 16 соединен с валом приемника 4 угла. Входы дополнительного фазового дискриминатора 17 соответственно соединены с выходами .яногофазного датчика 2 угла и первого двухполюсного фазовращателя 6, а выход дополнительного фазового дискриминатора 17 соединен с другим входом сумматора 5.

Согласование цен оборотов валов, на которых установлены двухполюсный приемник

4 угла и двухполюсный фазовращareëü 6, осуществляется через редуктор 16 с передаточным числом, равным 1/Р (Р— число пар полюсов многополюсного датчика 2 угла). Для исключения влияния погрешности трансформаторной передачи датчика 3 угла, приемника 4 угла и редуктора 16 на работу основного канала, состоящего из многополюсного датчика угла 2, двухполюсного фазовращателя 6, фазового дискриминатора 17, сумматора 5, усилителя

9, двигателя 11, первый вход сумматора 5 содержит нелинейную цепь с зоной нечувствительности. Корректирующий канал состоит из двухполюсного фазовращателя 7, фазового дискриминатора 8, усилителя 10 и двигателя 12.

Таким образом, в данном устройстве основной канал представляет собой двухотсчетную следящую систему с фазовой следящей системой в точном отсчете, корректирующий канал представляет собой одноотсчетную фазовую следящую систему.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. В исходном состоянии датчики 3 и 2 угла, приемник 4, фазовращатели 6 и 7 находятся в согласованном положении, причем зыходной код узла 13 преобразования «угол — код» соответствует положению входного вала 1, а выходной код узла 14 преобразования

«угол — код» равен нулю. При поворот. входного вала на угол а вал первого двухполюсного фазовращателя 6 повернется на угол р, равный : Р(а+ Ла)+ Лр, где An — погрешность многополюсного датчика 2 угла;

Aq — инструментальные погрешности первого двухполюсного фазовращателя 6.

После обработки заданного угла фазовый сдвиг между входными напряжениями U,, Uz (см. чертеж) фазового дискриминатора

)5

Зо

5i1 г

Я

G0

17 основного канала равен 90 . На суммирующий счетчик 15 с основного канала посгупит числоВОЙ эквпвалс ГГ, пропорциональный а с корректирующего канала — числовой эквивалент, равный нулю. Суммарный числовой эквивалент углового положения входного вала 1 ва выходе счетчика будет равен V.

Поскольку фазовое соотношение между входными напряжениями дискриминатора

17 при различных фиксированных положениях входного вала 1 всегда одно и то же, а именно 90, то ось отработки корректирующей системы (вал фазовращатсля 7) всегда сохраняет в статическом режиме нулевое положение. При отработке воздействия, изменяющегося во времени, фазовое соотношение между напряжениями U, и Up изменяется пропорционально динамической ошибке основного канала и, следовательно, выходной код угла 13 преобразования

«угол — код» не соответствует мгновенному положению входного вала 1 на величину этой ошибки. Указанная динамическая ошибка, присутствующая в виде фазового рассогласования входных сигналов фазового дискриминатора )7, отрабатывается корректирующим каналом, и выходной код узла 14 преобразования «угол — код» соответствует динамической ошибке основного канала. Коды узлов 13 и 14 преобразования суммируются в суммирующем счетчике 15.

Код на выходе счетчика 15 оказывается при этом пропорциональным угловому положению входного вала 1. Двухполюсные дaTчики 3 угла и приемник 4 угла в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, предназначены для самосинхронизации системы в пределах полного оборота входного вала 1 при рассогласования основного кана Ia более чем на четверть оборота фазовращателя 6. Как не трудно заметить, статическая точность прсооразования рассматриваемого устройства определяется точностью основного канала (фазовой следящей системы), который не содержит составляющих погрешностей редуктора и передачи, присущих прототипу. Следовательно, точность устройства в статическом режиме выше, чем у прототипа и определяется двумя составляющими: погрешностью многополюсного датчика 2 угла Ла и фазовращателя 6Ауь Поскольку во входном сигнале корректирующего канала отсутствуют вышеуказанные составляющие погрешности, модуляция пространственных гармоник угловой погрешности редуктора и инструментальной погрешности трансформаторной гередачи датчика 3 угла и приемника 4 угла не вызывает появления высокочастотных составляющих сигнала ошибки основного

660072

Составитель Н. Назаркина

Редактор Б. Герцен

Корректор 3, Тарасова

Заказ 682/)3 Изд. № 312 Тираж 726 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4. 5

Типография, пр. Сапунова, 2 канала. В результате этого значительно снижается флюктуация выходного кода счетчика 15.

Использование второго фазового дискриминатора по описанной в заявке схеме, вы- 5 годно отличает предлагаемый преобразователь от прототипа, так как флюктуации выходного кода уменьшаются в 3 — 5 раз и в

1,5 — 2 раза снижается статическая погрешность преобразования, что позволяет рас- 10 ширить область применения преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в 15 код, содержащий связанные с входным валом многополюсный и двухполюсный датчики угла, выход двухполюсного датчика угла через приемник угла подключен к одному входу сумматора, выходы многопо- 20 люсного датчика угла через двухполюсные фазовращатели подключены ко входам фазового дискриминатора, выходы сумматора и фазового дискриминатора через управляющие усилители подключены соответственно к первому и второму двигателям, валы которых соединены с соответствующими валами двухполюсных фазовращателей и узлов преобразования «угол — код», выходы которых подключены ко входам суммирующего счетчика, вал первого двигателя дополнительно через редуктор соединен с валом приемника угла, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный фазовый дискриминатор, входы которого соответственно соединены с выходами многополюсного датчика угла и первого двухполюсного фазовращателя, а выход — с другим входом сум м атор а.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник статей «Элементы цифровых систем управления», Под редакцией

В. Л. Мясникова. Наука, ЛО АН СССР, 1971, с. 158 — 159.

2, Авторское свидетельство СССР л1а 610148, кл. G 08С 9/04, 1974.