SU1084740A1 - Устройство дл цифрового позиционного управлени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО дл  ЦИФРОВОГО ПОЗИЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок задани  программы, датчик положени , подключенный выходами к первому входу регул тора положени , первый выход которого через преобразователь кода соединен с входом блока управлени  след щим приводом, и первый управл емый делитель частоты, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него введены второй управл емый делитель частоты, реверсивный счетчик, .блок задани  ускорени  и сумматор, подключенный.выходами к первым входам первого управл емого делител  частоты , вторые входы которого соединены с выходами второго упраил еМого делител  частоты, подключенного п врвыми входами ко вторым выходам регул тора положени , вторыми входами - к выходам блока задани  ускорени , третьими входами - к первому вкоду устройства , входы сумматора соединены с вькодами реверсивного счётчика, первый и второй выходы блока задани  программы соединены со вторым и третьим входами регул тора положе / ни  соответственно, а вход блока задани  программы - со вторым входом устС ройства, третий вход которого подключен ко второму входу преобразовател  С кода, третьи входы которого соедине .ны с выходами реверсивного счетчика.

Description

Изобретение относитс  к цифровым позиционным устройствам управлени  и может быть использовано в различных системах автоматического управлени , примен емых в самых различных област х промьшленности. Известна цифрова  система управлени , содержаща  последовательно соединенные задающее устройство, сравнивающее устройство (сумматор), регистр управлени , преобразователь код-напр жение, корректирующее устройство , усилительно-преобразователь ное устройство, исполнительный двига тель, механически св занный через редуктор с кодовым датчиком, выход которого подключен к входу ср;авнивающего устройства и блока синхронизации l Недостатком данной системы управлени   вл етс  возможность перерегулировани , так как к исполнительному двигателю прикладываетс  напр жение завис щее от величины рассогласовани Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство,дл  торможени  позиционного привода, содержащее последовательно соединенные блок задани  прогрггммы, регул тор положени  (первый блок сравнени ), управл емый делитель частоты,счётчик,блок управлени  след щим приводом (второй блок сравнени , датчик скорости, уси литель мощности, исполнительный дайгатель ), датчик пути, выходом подклк ченный к входу регул тора положени  2 . Недостатками известного устройств  вл ютс  узкий класс решаемых задач и сложность технической реализации. Это обусловлено тем, что; момент начала торможени  определ етс  моментом равенства оставщегос  пути перемещени  заранее определенному зна чению пути торможени ,а поэтому такие устройства могут быть использованы только дл  управлени  объектами, величина перемещени  которых больще удвоенного пути разгона и которые исключают возможность возникновени  перерегулировани , дл  точного воспроизведени  заданной зависимости фазовых координат системы необходимо задать N точек переключени ,предварительно рассчитав код координаты каждой точки; дл  перехода к новой зависимости фазовых координат системы необходимо заново рассчитать коды координат каждой точки переключени . Цель изобретени  - повьщ1ение точности устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  цифрового позиционного управлени , содержащее блок задани  программы, датчик положени , подключенный выходами к первому входу регул тора положени , первый выход KOTopo.ro через преобразователь кода соединен с входом блока управлени  ,след щим приводом, и первый управл емый делитель частоты, введены второй .управл емьп делитель частоты, реверсивньп{ счетчик, блок задани  ускорени  и сумматор, подключенный выходами к первым входам первого управ немого делител  частоты, вторые входы которого соединены с вькодами второго управл емого делител  частоты, подключенного первыми входами к вторым выходам регул тора положени , вторыми входами - к выходам,блока задани  ускорени , третьими входами к первому входу устройства, входы сумматора соединены с выходами реверсивного счетчика, первый и второй выходы блока задани  программы соединены с вторым и третьим входами регул тора положени  соответственно, а вход блока задани  программы - со вторым входом устройства, третий ВХОД которого подключен ко второму входу преобразовател  кода, третьи входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройстро включает блок 1 задани  программы, реверсивный счетчик 2, элемент ИЛИ 3, блок 4 сравнени , реверсивный счетчик 5, блок 6 сравнени , блок 7 сравнени , коммутатор 8, элемент И-НЕ 9, блок 10 задани  ускорен 1 , реверсивный счетчик 11, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, реверсивный счетчик 14, элемент ИЛИ 15, элемент И-НЕ 16, элемент 17 задержки, реверсивный счетчик 18, сумматор 19, преобразователь 20 кода, блок 21 сравнени у усилитель 22 мощности, датчик 23 скорости, исполнительный двигатель 24, объект 25 управлени , датчик 26 положени , регул тор 27 положени , второй управл емый делитель 28 частоты, первьп1 управл емый дели-. тель 29 частоты, блок 30.управлени  след щим приводом. В качестве датчика в устройстве используетс  пикриментальный датчик Датчик устанавливаетс  на объекте перемещени . С выхода датчика постуг пает последовательность импульсов по одному из двух информационных выходов (первому или второму, в зависимости от направлени  движени ). В блоке 1 задани  программы (ОЗУ хран тс  значени  координат точек, лозиционировани  Х и величины заданного пути разгона Х.„. Блок 4 сравнени  сравнивает значение задан ной координаты точки позиционировани  Х со значением текущей координаты Х объекта управлени  и определ ет величину рассогласовани  (йХ Реверсивный счетчик 2 накапливает величину текущей координаты. В реверсивный счетчик 2 и 5 информаци  заноситс  последовательно. Блок 6 сравнени  сравнивает величины заданного и текущего пути разгона и в момент их равенства формирует сигнал окончани  разгона, определ ющий момент выхода объекта 25 управлени  на допустимые значени  скорости. Блок 7 сравнени  сравнивает вели чину рассогласовани  (лХ) и величину текущего пути разгона и в момент их равенства формирует сигнал начала торможени . Реверсивный счетчик 5 накапливает при разгоне величину текущего пути разгона. Коммутатор. 8 подключает выход элемента 3 ИЛИ в зависимости от состо ни  своего первого и второго входа к одному из своих выходов (см. таблицу) и может быть реализован на микросхемах серии К155. Второй управл емый делитель 28 частоты осуществл ет деление последовательности импульсов в режиме ра гона и торможени  на коэффициент, к торый задаетс  блоком 10. Блок 10 задани  ускорени  служит дл  хране ,ни  кодов козффициентов делени . Первый управл емый делитель 29 частоты осуществл ет квадратичное. пртвобразование частоты. Реверсивный счетчик 18 служит дл  задани  кода требуемого значени  скорости объект управлени .Сумматор 19 и элемент. И-НЕ 16 предназначень дл  задани  коэффициентов делени  управл емого делител  29 частоты. Преобразователь 20 кода (ЦАП) преобразует цифровой сигнал, например, в аналоговую форму при использовании в качестве датчика скорости тахогенератора посто нного тока. Блок 21 сравнени , усилитель 22 мощности, исполнительный двигатель 24, датчик 23 скорости образуют контур регулировани  по скорости. Датчик 26 положени  формирует последовательность импульсов текущего положени , котора  при перемещении вправо посту тает на первый вход реверсивного счетчика 2 и на второй вход при перемещении влево. Блок 10 - это блок пам ти с жестким алгоритмом работы, например,, программные переключатели, на втором входе 1 элемента ИЛИ разрешает прохождение информации на информационные входы счетчика 11. Устройство работает следукицим образом . С включением источника питани  низким уровнем логического сигнала, поступающего на входы элемента 9 и 16 И-НЕ блокируетс  задание коэффициентов делени  первого и второго, управл емого делител  частоты 28 и 29, на вход Уст:ановка нул  счетчиков 2, 5 и 18 поступает положительный импульс, устанавливающий их в нулевое состо ние,.а с небольщой задержкой в счетчики 11 и 14 отрицательным импульсом, поступакицим на их входы, записываетс  информаци  с выходов элементов И-НЕ 9 и 16. Поскольку на управл кицих входах элементов И-НЕ 9 и 16 низкий уровень (блокировани ), то на всех их выходах единицы, что соответствует коэффициенту делени , равному единице. В соответствии с алгоритмом ты устройства блоком 1 задани  программы по команде от внешнего устройства осуществл етс  задание координаты требуемой позиции Х. и величины заданного пути разгона , поступающие на первые входы блока 4 и 6 сравнени  соответственно. Предположим, что Х,2Хзг,р и на вькоде блока 10 задани  ускорени  все единицы, что соответствует коэффициенту делени  управл емого делител  28 частоты, .равному единице. В результате сравнени  заданной координаты точки позиционировани  Х с величиной, текущей координаты XT, поступающей с выхода реверсивного счетчика 2, на выходе блока 4 сравнени  по витс  код величины разности, знйк которой опре дел ет направление перемещени  объек та 25 управлени  и поступает на первйй вход преобразовател  20 кода. Абсолютна  величина разности (лХ) поступает на первый вход блока 7 сравнени , на второй вход которого поступает величина текущего значени  пути разгона X v , равного в нулевой момент времени нулю. В результате их сравнени  на выходе блока 7 сравнени  по витс  низкий уровень сигнала управлени  коммутатором 8. В блбке 6 сравнени  сравниваютс  величины заданного текущего пути разгона. В результате на выходе блока 6 сравнени  по витс  ни кий уровень. Таким образом, на входе коммутатора 8 устанавливаетс  код 00, собтветствующий подключению выхода элемента ИЛИ 3 к своему перво му выходу, что соответствует режиму разгона. Поступающа  1 от внешнего устройства на вход элементов И-НЕ 9 и 16 снижает блокировку, а положительный уровень, поступающий на второй вход преобразовател  20 кода осуществл ет задание первой сту пени скорости объекта 25 управлени  (высокий уровень на втором входе преобразовател  хранитс  до момента поступлени  первого импульса на счет вход счетчика 18) Г В реэультате на выходе блока 21 сравнени  по вл етс  разностный сигнал, привод щий в движение объект 25 управлени  в соответствии с определенным блоком 4 сравнени  направлением перемещени . Датчик 26 положени  в зависимости от действительного направлени  перемещени  объекта 25 управлени  формирует последовательность импульсов походному из своих выходов например по первому. Импульсы от дат чика положени  поступают на вход Пр мой счет счетчика 2, увеличива от его содержание и через элемент ИЛИ 3, первый выход коммутатора поступают на вход Пр мой счет счетчика 11. Так как в счетчике 11 записаны все единицы, то первый импульс на его счетном входе форми ует на выходе Пр мой перенос Р 1 отрицательный импульс, который поступает на вход Пр мой счет счетчика 14 и с небольшой задержкой осуществл ет запись коэффициента дапени , хран щегос  в блоке 10 задани  ускорени . Поскольку в счетчике 14 записаны все единицы, то первый импульс на-его входе Пр мой счёт проходит на выход Пр мой перенос Р1, который поступает на входПр мой счет счетчика 18 и устанавливает в нем число равное единице (код О ... 0001), что соответствует первой ступени задани  скорости . Код О ... 0001 поступает на третий вход преобразовател  20 кода и на первый, второй входы сумматора 19, выполн к цего функцию умножени  на два (ах 2). Результат умножени  госредством элемента 16 И-НЕ инвертируетс  и поступает на информационные входы АО ... АН счетчика 14, и задержанным импульсом с выхода элемента 7 задержки записываетс  в счетчик 14. по мере перемещени  объекта 25 управлени  последующие импульсы от 26 положени  аналогичньп. об-; разом проход т через элемент ИЛИ 3, коммутатор 8 и счетчик 11 на вход Пр мой счет счетчика 14. В момент прихода четвертого импульса на выходе переноса Pi счетчика 14 по вл етс  второй импульс, который устанавливавает в счетчике 18 код О ... 00010, соответствующий второй ступени скорости перемещени  объекта 25 управлени  и коду 1... 1011 на входах Ао.. Ап счетчика 14 и .с небольшой задержкой осуществл ет параллельную запись в счетчике 14 кода 1 ... 1011. В этом случае импульс переноса на выходе Pj счетчика 14 по витс  в момент поступлени  дев того импульса на его счетный вход. Импульс переноса поступает на счетный вход Пр мой счет счетчика 18 и устанавливает в нем число О ... 0011, соответствующее третьей ступени задани  скорости объекта 25 управлени . После умножени  на 2 числа . О ... 0011 и его инвертировани  на входы АО ... Ап счетчика 14 поступает число 1 ... 1001, которое заноснтс  в счетчик 14 третьим импульсом с выхода переноса. Четверта  ступень задани  скорости перемещени  объекта 25 управлени  будет установлена в момент прихода 16-го импульса на счетный вход счетчика 14, пата  - в момент прихода 25-го, шеста  - в момент прихода 36-го, седьма  - в момент прихода 49-го и т.д.

В момент равенства величины текущего пути разгона -Х,« величине заданного значени  пути разгона Х,„. на выходе блока 6 сравнени  устанавливаетс  высокий уровень который отключает третий вход коммутатора 8 от его выходов, что соответствует переходу объекта 25 управлени  на режим движени  с -посто нной скорость Импульсы от датчика 26 положени  про должают поступать на счетный вход счетчика 2 и в момент равенства оставшейс  величины перемещени  текущему пути разгона, на выходе блока 7 по вл етс  высокий уровень, который подключает выход элемента ИЛИ 3 / ко второму выходу коммутатора 8. Начинаетс  режим торможени , который проходит в обратной последовательности режиму разгола. Если же величина перемещени  меньше либо равна удвоенному заданному пути разгона , то движение объекта 25 управлени  происходит без движени  с посто нной скоростью по треугольному isaijpHy изменени  скорости.

Если же коэффициент делени  управл емого делител  28 частоты больше единицы, то это приводит к уменьшению ускорени  объекта 25 управле .ни ,

В предлагаемом устройстве пере .ход к новому соотношению фазовых

координат достигаетс  посредством изменени  коэффициента делени  второго управл емого делител  частоты и величины заданного пути разгона, возможность перемещени  на величину меньше , либо равную удвоенной величине заданного пути перемещени  позвол ет при возникновении перерегулировани  отрабатывать его в ичину;

Вход комСосто ние входов мутатора

Примечание. X безразлично какое состо ние.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ПОЗИЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок задания программы, датчик положения, подключенный выходами к первому входу регулятора положения, первый выход которого через преобразователь кода соединен с входом блока управления следящим приводом, и первый управляемый делитель частоты, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в не го введены второй управляемый делитель частоты, реверсивный счетчик, .блок задания ускорения и сумматор, подключенный, выходами к первым входам первого управляемого делителя частоты, вторые входы которого соединены с выходами второго управляемого делителя частоты, подключенного первы ми входами ко вторым выходам регулятора положения, вторыми входами к выходам блока задания ускорения, третьими входами - к первому входу устройства, входы сумматора соединены с выходами реверсивного счётчика, первый и второй выходы блока задания программы соединены со вторым и третьим входами регулятора положения соответственно, а вход блока задания программы - со вторым входом устройства, третий вход которого подключен ко второму входу преобразователя кода, третьи входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика. ,