CS243791B1 - Zapojenie číslicového čiferenčného člena polohového servosystému - Google Patents

Description

243791

Vynález sa týká zapojenia číslicového di-ferenčného člena polohového servosystémus cyklicky absolútnym odmeriavaním polo-hy. V technické] praxi sa pre vysoko přesnépolohové servosystémy so širokým regulač-ným rozsahoni používajú zapojenia s fázo-vou synchronizáciou, kde diferenčný členvyhodnocuje fázovú odchýlku želaného aspatnovazobného signálu. Ako fázové dis-kriminátory sa využívajú obvody logickéhosúčinu a obvody logického súčtu moduludva.

Signál z logických obvodov sa ďalej spra-cúva v dolnopriepustnom filtri a výstupomje analogové napátie úměrně fázovému roz-ladeniu porovnávaných signálov. Takéto za-pojenie má nedostatky v tom, že takto rie-šený převodník fáza —- napatie vnáša do re-gulačného obvodu oneskorenie, mění fázovépoměry, vnáša nelinearítu a teplotnú nesta-bilitu. Při číslicovom meraní regulačnej od-chýlku polohy sa vyhodnocuje rozdiel medzifázou zadávacieho signálu a fázou spatno-vázobného signálu pomocou ďalšieho mera-cieho obvodu, čím sa diferenčný člen stáváobvodovo náročnější, pričom třeba navýšebrať do úvahy prekročenie fázového rozla-denia o viac ako 2 rad.

Tieto nedostatky v prevážnej miere od-straňuje zapojenie číslicového diferenčnéhočlena podlá vynálezu, pozostávajúce z frek-venčného modulačného obvodu, čítača, tva-rovacieho obvodu, počítacieho obvodu, vzor-kovacieho obvodu, ktorého podstata spočíváv tom, že vstup signálu želanej polohy jepřipojený na modulačný vstup frekvenčnéhomodulačného obvodu, ktorého riadiaci vstupje připojený na vstup logického signálu smě-ru. Referenčný vstup frekvenčného modulač-ného obvodu je připojený na vstup hodinovejfrekvencie, tak aj na synchronizačný vstuppočítacieho obvodu, ktorého nastavovacívstup je spojený so vstupom inicializačnéhosignálu ako aj s nastavovacím vstupom čí-tača, ktorého vstup je spojený s výstupomfrekvenčného modulačného obvodu. Přeno-sový vstup čítače je spojený s načítavacímvstupom počítacieho obvodu, ktorého odčí-tavací vstup je připojený tak na taktovacívstup vzorkovacieho obvodu, ako aj na pře-rušovací vstup mikropočítača a súčasne ajna výstup tvarovacieho obvodu, ktoréhovstup je spojený so svorkou spatnovazobné-ho signálu. Paralelný číslicový výstup čítačaje připojený na vstup vzorkovacieho obvodu,ktorého paralelný číslicový výstup je připo-jený na prvý číslicový vstup mikropočítača,ktorého druhý číslicový vstup je připojenýna paralelný číslicový výstup počítaciehoobvodu.

Hlavně výhody takéhoto zapojenia sú, žediferenčný člen dosahuje vysokú presnosťa rýchlosí: vzorkovania, dovoluje používatlačný cyklicky-absolútny snímač, efektívnej-šie využívá funkčně bloky doteraz používa-ných zapojení diferenčných členov. Výstu- pom diferenčného člena je číslicový údaj svelmi vysokým rozlišením o okamžitom fá-zovom rozladění systému, ktorý sa ďalejspracúva v číslicových regulátoroch realizo-vaných mikropočítačmi. Číslicový údaj za-chytává regulačnú odchýlku vo velmi širo-kom rozsahu a je k dispozícii bez oneskore-nia, ihned po zavzorkovani od spátnovazob-ného signálu. Tieto výhody dovolujú reali-zoval regulátory polohového servosystémupomocou mikropočítačov a umožňují reali-zovat štruktúry servosystémov bez snímačarýchlosti.

Na pripojenom výkres je příklad zapojeniačíslicového diferenčného člena polohovéhoservosystému s cyklicky absolútnym odme-riavaním.

Zapojenie číslicového diferenčného členapolohového servosystému je tvořené frek-venčným modulačným obvodom 1, na kto-rého vstupy je připojený vstup 9 signáluželanej polohy, ďalej vstup 10 logického sig-nálu směru ako aj vstup 6 hodinovej frek-vencie. Výstup frekvenčného modulačnéhoobvodu 1 je spojený so vstupom čítača 2,ktorého přenosový výstup je připojený navstup počítacieho obvodu 4 a paralelný čísli-cový výstup je připojený na vstup vzorkova-cieho obvodu 5. Vstup 8 spatnovazobnéhosignálu je připojený na vstup tvarovaciehoobvodu 3, ktorého výstup je připojený takna vstup počítacieho obvodu 4, ako aj navstup vzorkovacieo obvodu 5 a súčasne ajna přerušovací vstup 13 mikropočítača.Vstup 7 inicializačného signálu je připojenýna nastavovací vstup čítača ,2, ako aj na na-staovovací vstup počítacieho obvodu 4. Vý-stup vzorkovacieho obvodu S je připojenýna prvý číslicový vstup 11 mikropočítača,ktorého druhý číslicový vstup 12 je připojenýna výstup počítacieho obvodu 4. Činnosť zapojenia číslicového diferenčné-ho člena polohového servosystému podl'avynálezu znázorněného na výkrese je nasle-dujúca: V počiatočnom kludovom stave pri nulo-vej frekvencii signálu želanej polohy, sú navýstupe frekvenčného modulačného obvodu1 impulzy konštantnej frekvencie, ktoré na-čítáva čítač 2. Na prenosovom výstupe číta-ča 2 je obdížnikový signál s frekvenciouzhodnou s frekvenciou napájecieho napStiacyklicky-absolutného snímača polohy, sovzájomným nulovým fázovým posunutím, Akje súčasne frekvencia na vstupe 8 spatnova-zobného signálu zhodná s frekvenciou napá-jacieho napatia cyklicky-absolutného sníma-ča polohy potom paralelný číslicový výstuppočítacieho obvodu 4 medzi zvorkovaniamiudává hodnotu prislúchajúcu nulovej regu-lačnej odchýlke v počte celých otáčok, kto-rej vhodný kód bol nastavený príchodomimpulzu na vstup 7 inicializačného signálu.Okamihy vzorkovania sú určené impuzami

Claims (2)

1. 243791 na výstupe tvarovacielio obvodu 3. Tým jeurčená aj žiadosf o prerušenie na přerušo-vací vstup 13 mikropočítača. Postupné cyk-licky narastajúca hodnota paraleleného čís-licového výstupu čítača 2 sa využívá akoodmerovacia hodnota, ktorá sa v okamihuzavzorkovania odpamátá pomocou vzorko-vacieho obvodu 5 na prvý číslicový vstup 11mikropočítača. Tým je určená hodnota fázo-vého rozladenia v rámci jednej periody me-dzi signálom želanej polohy na prenosovomvýstupe čítača 2 a signálom skutočnej polo-hy na výstupe tvarovača 3, ktorý tvarujeharmonické napatie na vstupe 8 spátnova-zobného signálu na impulzný signál. Želanápoloha sa zadáva v unitárnom kóde na vstup9 signálu želanej polohy, ktorý je spojenýs modulačným vstupom frekvenčného modu-lačného obvodu 1. Impulzy na vstupe frek-venčného modulačného obvodu 1 sa pódiaúrovně na vstupe 10 logického signálu směrubuď synchronně pripočítavajú alebo odpočí-tavajú od impulzov na vstupe S hodinovejfrekvencie. Po vydělení výslednej frekvenciez výstupu frekvenčného modulačného obvo-du 1 v čítači 2 je na načítavacom vstupe po-čítacieho obvodu 4 signál, ktorého fáza samění priamo úměrně počtu impulzov na vstu-pe 9 signálu želanej hodnoty. Počítací obvod4 pracuje ako synchronizovaný fázový dis-kriminátor s parna tou prekročenia odchýlkyfázy o 2, ktorého paralelný číslicový výstupje vzorkovaný príchodom impulzu z výstupu tvarovača 3. Rozsah meranej regulačnej od-chýlky v počte celých period s uvažovánímsměru je daný rozsahom vratného čítačapočítacieho obvodu 4, ktorého paralelný čís-licový výstup tvoří horné bity číslicovéhoúdaja o regulačnej odchýlke polohy na dru-hom vstupe 12 mikropočítača. Rozlíšitelnosťmerania odchýlky fázy v rémci jednej pe-riody je daná rozsahom čítača
2. 2. Paralelnýčíslicový výstup vzorkovacieho obvodu 5,tvoří dolné bity číslicového údaja o regulač-nej odchýlke polohy na prvom číslicovomvstupe 11 mikropočítača. Najvyšší významo-vý bit výstupu počítacieho obvodu 4 sa přiinicializácii nastavuje na logická úroveň,,H“ a představuje znamienkový bit. Údaj načíslicovom vstupe 11 mikropočítača spolus číslicovým vstupom 12 mikropočítača po-tom představuje informáciu o polohovej od-chýlke v dvojkovo doplnkovom kóde s inver-tovaným znamienkovým bitom. Uvedené zapojenie pódia vynálezu možnovyužit v číslicových regulačných struktu-rách, v ktorých sa vyžaduje vysoká dynami-ka, přesnost, široký regulačný rozsah, akosú servosystémy robotov, manipulátorov aposuvovo obrábacích strojov. Dalej možno uvedené zapojenie podfa vy-nálezu využit v meracej technike pri meranífázového rozladenia meraného signálu vočireferenčnému signálu tam, kde sa vyžaduješiroký rozsah merania pri vysokej rozlišo-vacej schopnosti. e R E LI Μ E T Zapojenie číslicového diferenčného členapolohového servosystému s cyklicky abso-lutným odmeriavaním polohy, pozostávajúcez frekvenčného modulačného obvodu, čítača,tvarovacieho obvodu, počítacieho obvodu,vzorkovacieho obvodu, vyznačujúce st tým,že vstup (9) signálu želanej polohy je připo-jený na modulačný vstup frekvenčného mo-dul,ačného obvodu (1), ktorého riadiacivstup je připojený na vstup (10) logickéhosignálu směru, pričom referenčný vstup frek-venčného modulačného obvodu (1) je při-pojený na vstup (6) hodinovej frekvencie,ako aj na synchronizačný vstup počítaciehoobvodu (4), ktorého nastavovací vstup jespojený so vstupom (7) inicializačného sig-nálu, ako aj s nastavovacím vstupom Čítača VYNÁLEZU (2j, ktorého vstup je spojený s výstupomfrekvenčného modulačného obvodu (1), pri-čom přenosový výstup čítača (2) je spojenýs načítavacím vstupom počítacieho obvodu (4), ktorého odčítavací vstup je připojenýtak na taktovací vstup vzorkovacieho obvo-du (5), ako aj na přerušovací vstup (13)mikropočítača a súčasne a.j na výstup tva-rovacieho obvodu (3), ktorého vstup je spo-jený so vstupom (8) spátnovazobného signá-lu, pričom paralelný číslicový výstup čítača (2) je připojený na vstup vzorkovacieho ob-vodu (5), ktorého paralelný číslicový výstupje připojený na prvý číslicový vstup (lijmikropočítača, ktorého druhý číslicový vstup (12) je připojený na paralelný číslicový vý-stup počítacieho obvodu (4). 1 list výkresov