SU1180846A1 - Устройство дл управлени многоканальным электроприводом тренажера - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ТРЕНАЖЕРА, содержащее широтно-импульсные модул торы, усилители мощности , буферные регистры и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частотыj дешифратор нул , счетчик каналов и дешифратор, а также датчики скорости и электродвигатели, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, в него введены согласующий блок,, фазовый измеритель рассогласовани , дес тичный счетчик, посто нные запоминающие блоки, регистры знака и кода рассогласовани , два мультиплексора, . два компаратора нул , цифроаналоговые преобразователи и блок, индикации , первые входы которого подключены к вькодам буферных регистров , вторые входы - к выходу дешифратора нул , а третьи входы - к выходам дешифратора, управл ющим входам согласующего блока и первым входам регистра знака и кода рассогласовани , выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи соединены с первыт ми входами широтно-импульсных модул торов , подключенных вторыми входами к выходам датчиков, а выходами через усилители мощности - к электродвигател м, выход генератора подключен к второму входу дес тичного счетчика, второму установочному входу согласукмцего блока и второму входу фазового измерител  рассогласований, выходы которого подключены к вторым входам регистров знака и кода рассогласовани , § третий вход - к выходу первого мульсл типлексора и установочным первого и второго буферных регистров , а четвертый вход - к выходу второго мультиплексора и установочным входам третьего и четвертого буферных регистров, информационные входы первого и третьего буферных 00 регистров соединены с первыми выходами дес тичного счетчика, а инфоро мационные входы второго и четверто00 4ib го буферных регистров - с вторыми выходами дес тичного счетчика, выО ) ходы счетчика каналов соединены с первыми входами первого мультиплексора , вторые входы которого подключены к выходам блока св зи с ЭВМ, выходы делител  частоты соединены с входами первого и второго посто нных запоминающих блоков,, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключены к входам усилителей мощности, соединенных выходами со статорными обмотками вращающихс  трансформаторов , роторные обмотки которых че

Description

рез компараторы нул  подключены к первым входам второго мультиплексора , соединенного вторыми входами с выходами счетчика каналов.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что фазовый измеритель рассогласовани  содержит последовательно соединенные первъй RS-триггер, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, второй элемент И, второй RS-триггер и первый элемент 2И-ИЛИ, а также третий и четвертый RS-триггеры, четыре элемента И, дешифратор кода, инвертор, второй и третий элементы 2И-ИЛИ, два счетчика кода рассогласовани ,. R-входы которых подключены к R-BXOдам первого и третьего RS-триггеров , инверсньй выход первого RS-три гера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к R-входу второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И-ИЛИ, третий вход которого подключен к пр мому выходу четвертого RS-триггера и первым входам первого и третьего элементов 2И-ИЛИ, а чет80846

вертый вход - к инверсному выходу четвертого RS-триггера и вторым входам второго и третьего элементов 2И-Ш1И, третий вход второго элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом первого разр да первого счетчика кода рассогласовани , четвертый вход с выходом первого разр да второго счетчика кода рассогласовани , третий вход третьего элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом старшего разр д да счетчика кода рассогласовани , а четвертый вход - с выходом старшего разр да второго счетчика кода рассогласовани  и через дешифратор с S-входом четвертого RS-триггера , информационные входы первого и второго счетчиков кода рассогласовани  подключены соответственно с выходами п того и шестого элементов И, первые входы которых соединены с вторым входом фазового измерител  рассогласовани , второй вход шестого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, второму входу четвертого элемента И и через инвертор - к второму входу п того элемента И, R-вход - к первому входу фазового измерител  рассогласовани , а 8-вход третьего RS-триггера - к второму вхо-ду фазового измерител  рассогласовани .

1

Изобретение относитс  к программному управлению с числовым вводом информации и может быть использовано в системах многоканального электропривода , и, прежде всего, в системах управлени  кинотренажерами.

Цель изобретени  - упрощение конструкции устройства.

Такое построение схемы позвол ет получить многоканальное устройство без коммутации большого числа кодовых шин и многоразр дных блоков сравнени  и цифровой коррекции, что значительно упрощает конструкцию по сравнению с известной системой управлени . Наличие обратной св зи по скорости и возможность индикации данных и текущих значений положений

исполнительных механизмов существенно расшир ет область применени  такого устройства.

На фиг. 1 представлена функционапьна  схема устройства; на

фиг. 2 - функциональна  схема фазового измерител  рассогласовани } на фиг. 3 - функциональна  схема блока св зи с ЭВМ. .

Устройство управлени  многоканальным электроприводом тренажера содержит генератор 1 тактовых импульсов , делитель 2 частоты, дес тичньй счетчик 3 и блок 4 св зи

с ЭВМ, фазовый измеритель 5 рассогласовани , дешифратор 6 нул , посто нные запоминающие блоки (ПЗУ) синусной 7 и косинусной 8 функций.

3

цифроаналоговые преобразователи (ЦАЛ) 9, усилители мощности подсоединены к статорным обмоткам 11уц,оВ каждом из п каналов, роторные обмотки которых через компараторы нул подключены, к информационным входам мультиплексора 13 фаз текущих положений, счетчик 14 каналов, блок 15 индикации, дешифратор 16, мультиплексор 17 заданных положений, регистры ,знaкa и кода рассогласовани , буферные регистры 19, ЦАП 20 , . широтно-импульсные модул торы (ШИМ) 21,,„ , датчики 22 скорости, усилители 23 (-п мощности, электродвигатели 24,-п.

Измеритель 5 рассогласовани  (фиг. 2) предназначен дл  определени  направлени  перемещени  исполнительных механизмов и кода рассогласовани  в зависимости от величины рассогласовани  между заданными и текущими положени ми, и содержит триггеры 25 и 26, элементы И 27 и 28, подключенные к входу элемента ИЛИ 29 и первым входам элементов И 30 и 31, второй триггер 32, элементы И 33 и 34, инвертор 35, счетчики 36 и 37 кодов рассогласовани  , выходы которых подключены к входам дешифратора 38 кода и первым входам .элементов 2И-ИЛИ 39, элемент 2И-ИЛИ 40, RS-триггер 41. Согласующий блок (фиг. 3) содержит входные регистры 42 .j, , дешифратор 43 номера канала, счетчики 44i-o импульсов.

Устройство управлени  многоканальным электроприводом тренажера работает следующим образом.

Синхронно с заполнением делител  2 частоты происходит считывание т-разр дных кодов синусных и косинусных функций из ПЗУ 7 и 8. После ЦАП 9 на выходах усилителей 10 мощности формируютс  сдвинутые на 90 синусоидальные напр жени , которыми запитываютс  статорные обмотки 11 синусно-косинусньк ВТ. В роторных обмотках 11 ВТ наводитс  синусоидальное напр жение, фаза которого линейно зависит от угла поворота ВТ. Так как синусное и косинусное напр жени  формируютс цифровым методом в ПЗУ и их период определ етс  количеством импульсов в периоде отсчета .Т, определ емом

808464

делителем 2 частоты, то фаза выходного напр жени  однозначно св зана с кодами делител  2 частоты и счетчика 3, причем нулева  фаза соответствует нулевому положению делител  2. Компараторы 12 нул  переключаютс  при изменении знака напр жени , наведенного в роторной обмотке , т.е. фазу выходного напр жени  определ ют относительно О отсчета. Таким образом, в момент переключени  компараторов нул  код на выходе делител  2 частоты и дес тичного счетчика 3  вл етс  двоичным и дес тичным кодом угла поворота ВТ. Дес тичный код подаетс  на информационные входы буферных регистров 19, с входов которых код поступает в блок 15 индикации.

0 / Выходной импульс дешифратора 6 нул   вл етс  счетным дл  счетчика 14 каналов, т.е. за один период отсчета счетчик 14 каналов измен ет свое состо ние на 1. Импульсы

5 с выхода счетчика 14 каналов подаютс  на дешифратор 16 номера канала и на опросные входы мультиплексоров фаз 17 и текущих положений 13. На выходах последних синхронно с кодами счетчика 14 .каналов формируютс  сигналы, фаза которых относительно начала отсчета определ ет текущее и заданное положение в соответствующем канале. Выходные сигналы

с с мультиплексоров поступают на синхровходы буферных регистров 19 и на измеритель 5 рассогласовани . На выходах дешифратора 16 номера каналов вырабатываютс  импульсы,.

0 определ ющие принадлежность к одному из, п каналов и управл ющие работой блока 15 индикации, блока 4 св зи с ЭВМ и приемными регистрами 1 8 блоков приводов. На входы

5 этих регистров с выхода фазового измерител  5 рассогласовани  подаетс  знак и код рассогласовани  дл  хранени  в течение времени измерени  по всем п каналам.. Далее

Q через ЦАП 20 сигналы поступают на выходы .ШИМ 21 и определ ют направление вращени  электродвигателей и величину скорости в зависимости от величины рассогласовани . Так

5 как быстродействие всей мультиплексорной системы управлени  вьщге быстродействи  приводов, то неподключенные в данный момент к измерителю 5 рассогласовани  приводы обрабатьшают ранее поступивший код рассогласовани .

Измеритель 5 рассогласовани  (фиг. 2) работает следующим образом .

Фронты, характеризующие фазы заданных текущих значений скоростей с мультиплексоров 17 и 18, подаютс  соответственно на единичные входы входных триггеров 25 и 26, которые-.предварительно импульсом с дешифратора 6 нул  установлены в нулевое состо ние. В зависимости от того, какой фронт поступил раньше, он через элементы И 27 или 28 первой ступени подаетс  на первый вход элементов И 30 или 31 второй ступени, на второй вход которых подаётс  импульс с выхода схемы ИЛИ 29. Импульсом с выхода схемы 30 или 31 триггер 32 знака перемещени  устанавливаетс  в единичное или нулевое состо ние и открывает один из вентилей вьгходного элемента 2 И-ИЛИ 40 направлени  перемещени . Кроме того, импульсы с выхода элемента ИЛИ 29 и инвертора 35 открьшают элементы И 33 и 34, через которые тактовые импульсы с выхода генератора 1 поступают на счетные входы счетчиков 36 и 37 кода рассогласовани . Счетчик 36 подсчитывает число импульсов , пропорциональное коду разности между текущим и заданньм значени ми положений, а счетчик 37 число между общим количеством импульсов в периоде Т и разностью между текущим и заданным значени ми положений. Если разность текущего и заданного значений перемещени Не более половины максимального рассогласовани , т.е. половины количества импульсов в периоде Т, то код рассогласовании считьшаетс  с выхода счетчика 36. Если же разность больше половины количества импульсов в периоде, то код считываетс  со счетчика 37, т.е. считывание всегда производитс  из того счетчика, код которого меньше. Значение половины количества импульсов вырабатываетс 

дешифратором 38, импульс с выхода которого устанавливает триггер 41 в Г . Этот триггер управл ет выходными элементами 2И-ИЛИ 39 . Код величины рассогласовани  снимаетс  с выходов элементов 2И-Ш1И 39, а знак направлени  перемещени  - с выхода элементов 2И-ИЛИ 10 40 и подаютс  на приемные регистры 18 каждого из п каналов приводов. Блок 15 индикации предназначен дл  индикации текущих и заданных положений приводов в каждом из п 15 каналов. Он содержит п (по числу каналов) групп индикаторов по х в каждой группе (х - число разр дов в каждом канале). Эти индикаторы последовательно отпираютс  импульсами дешифратора 16 номера каналов. Наличие кодов в буферных регистрах и информации о принадлежности этого кода определенному каналу позвол ет осуществить индикацию.

5 Блок 4 св зи с ЭВМ принимает по кодовым шинам от ЭВМ коды заданных положений и информацию об их принадлежности по п каналам, преобразовывает эти двоичные коды в фазы

0 заданньЕс положений и вьздает их на информационные входы мультиплексо- ра 17 фаз заданных положений.

Построение устройства многоканального электропривода, содержаJ щего большое количество приводов, управл емых от цифровой ЭВМ, на основе предлагаемого изобретени  обеспечивает значительное упрощение конструкции за счет изъ ти  в кажQ дом канале устройства аналоговых устройств. Предлагаемое устройство Управлени  по существу представл ет собой цифровую систему, которой не требуетс  индивидуальной настройки, что в значительной мере облегчает отладку и эксплуатацию его по сравнению с известными устройствами . Наличие обратной св зи по скорости и обеспечение пропорциональности кода на выходе ЦДЛ углу поворота исполнительного механизма позвол ет осуществл ть индикацию значени  угла поворота, что существенно расшир ет: функциональные возможности устройства.

.

дмдЧ

R

26

дмдЗ

6мд2

28

J2 /

И

36

у 39,

/

Л

дшд1

I

I I

ja .

I/

t

I

п

-

40

/

dbiwd знака

рассог/гасо они 

зап

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ТРЕНАЖЕРА, содержащее широтно-импульсные модуляторы, усилители мощности, буферные регистры и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, дешифратор нуля, счетчик каналов й дешифратор, а также датчики скорости и электродвигатели, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены согласующий блок., фазовый измеритель рассогласования, десятичный счетчик, постоянные запоминающие блоки, регистры знака и кода рассогласования, два мультиплексора, . два компаратора нуля, цифроаналоговые преобразователи и блок, индикации, первые входы которого подключены к выходам буферных регистров , вторые входы - к выходу дешифратора нуля, а третьи входы - к выходам дешифратора, управляющим входам согласующего блока и первым входам регистра знака и кода рассогласования, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи соединены с первый ми входами широтно-импульсных модуляторов, подключенных вторыми входами к выходам датчиков, а выходами через усилители мощности - к электродвигателям,, выход генератора подключен к второму входу десятичного счетчика, второму установочному входу согласующего блока и второму входу фазового измерителя рассогласований, выходы которого подключены к вторым входам регистров знака и кода рассогласования, третий вход - к выходу первого мультиплексора и установочным входам первого и второго буферных регистров, а четвертый вход - к выходу второго мультиплексора и установочным входам третьего и четвертого буферных регистров, информационные входы первого и третьего буферных регистров соединены с первыми выходами десятичного счетчика, а информационные входы второго и четвертого буферных регистров - с вторыми выходами десятичного счетчика, выходы счетчика каналов соединены с первыми входами первого мультиплексора, вторые входы которого подклю- ¹ чены к выходам блока связи с ЭВМ, выходы делителя частоты соединены с входами первого и второго постоянных запоминающих блоков,, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключены к входам усилителей мощности, соединенных выходами со статорными обмотками вращающихся трансформаторов, роторные обмотки которых че

SU ,1180846 >

рёз компараторы нуля подключены к первым входам второго мультиплексора, соединенного вторыми входами с выходами счетчика каналов.

2. Устройство по π. 1, о т л ичающееся тем, что фазовый измеритель рассогласования содержит последовательно соединенные первый RS-триггер, первый элемент И, [первый элемент ИЛИ, второй элемент И, второй RS-триггер и первый элемент 2И-ИПИ, а также третий и четвертый RS-триггеры, четыре элемента И, дешифратор кода, инвертор, второй и третий элемёнты 2И-ИЛИ, два счетчика кода рассогласования R-входы которых подключены к R-bxoдам первого и третьего RS-триггеров, инверсный выход первого RS-триггера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к R-входу второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И-ИЛИ, третий вход которого подключен к прямому выходу четвертого RS-триггера и первым входам первого и третьего элементов 2И-ИЛИ, а чет вертый вход - к инверсному выходу четвертого RS-триггера и вторым входам второго и третьего элементов 2И-ИЛИ, третий вход второго элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом первого разряда первого счетчика кода рассогласования, четвертый вход с выходом первого разряда второго счетчика кода рассогласования, тре·^ тий вход третьего элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом старшего разряд да счетчика кода рассогласования,' а четвертый вход - с выходом старшего разряда второго счетчика кода рассогласования и через дешифратор с S-входом четвертого RS-триггера, информационные входы первого и второго счетчиков кода рассогласования подключены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первые входы которых соединены с вторым входом фазового измерителя рассогласования, второй вход шестого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, второму входу четвертого элемента И и через инвертор к второму входу пятого элемента И, R-вход - к первому входу фазового измерителя рассогласования, а S-вход третьего RS-триггера - к второму входу фазового измерителя рассогласования .