SU1259207A2

SU1259207A2 - След щий электропривод

Info

Publication number: SU1259207A2
Application number: SU853891616A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Еремеев; Валерий Александрович Федоров
Original assignee: Предприятие П/Я А-3756
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-09-23

Abstract

Изобретение относитс к области станкоииструментальной техники, может найти широкое применение при управлении станками с программным управлением, устройствами цифровой обработки изображений в .сканирукнцих установках и т.д. и .ш етс усовершенствованием известного след щего электропривода по а.с. № 615452. В электроприводе решаетс задача управлени в зависимости от момента нагрузки и ее текущего положени .При решении этой задачи на вход измерител датчика рассогласовани подаетс знакопеременна величина, характеризующа рассто ние до требуемой позиции, измеренной числом единичных шагов шагового датчика. Эта величина сравниваетс с выходным сигналом шагового датчика. Сигнал рассогласовани подаетс на один из входов блока анализа и переключени режимов движени , на осталыгые входы которого подаютс сигналы с выходов ждущего генератора импульсов и генератора низкой частоты и который формирует сигнал управлени . Сигнал управлени подаетс на вход двигател посто нного тока, вал которого через редуктор кинематически св зан с нагрузкой и шаговым датчиком. Выходной сигнал шагового датчика поступает на управл емый вход ждущего генератора импульсов. Кроме того, генератор низ кой частоты выполнен управл емым.На его управл ющий вход подаетс выходной сигнал реверсивного счетчика.На входы реверсивного счетчика подаютс сигнал, пропорциональный знаку рассогласовани , и сигнал с выхода фиксатора останова электродвигател . 6 ил. сл К)

Description

Изобретение относитс к станко- инструментальной технике, может найти широкое применение при управлении станками с программным управлением, .устройствакш цифровой обработки изображений в сканируютщх установках и т.д. и вл етс усовершенствованием след щего электропривода по авт. св. № 6J5452.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи электропривода

На фиг. 1 приведена блок-схема электропривода; на фиг. 2 - циклограмма работы электропривода; на фиг. 3 - принципиальна схема нуль- органа; на фиг. А - принципиальна схема блока анализа и переключени режимов движени ; на фиг. 5 - прин- Шшиальна схема фиксатора останова; на фиг. 6 - принципиальна схема генератора низкой частоты.

След щий электропривод содержит датчик 1 рассогласовани , нуль-

орган 2, ждущий генератор 3 импульсов , блок 4 анализа и переключени режима движени , генератор 5 низкой частоты, двигатель 6 посто нного тока, редуктор 7, реверсивный счетчик 8, датчик 9 шагов, фиксатор 10 останова, вход 11 выход 12 нуль- органа. 2, первый, второй и третий входа 13715 и выход 16 блока 4 анализа и переключени режимов, вход 17 и выход 18 генератора 5 низкой частоты , элемент 19 выделени фронтов им- пульсов, счетный триггер 20, элемент И 21, генератор 22, элемент 23 выделени фронтов импульсов, дешифратор 24, двоичный счетчик 25, элементы И 26 и 27, триггеры 28 и 29, элементы И 30-32, триггер 33, элементы И 34 и 35, элемент ИЛИ 36, элемент И 37, элементы И-ИЛИ 38 и 39, эле- мейт ШШ 4Q, усилители 41 и 42 мощности , элемент И 43, генератор 44 «вотульсов,двоичный счетчик 45, дё- пшфратор 46, генератор 47 импульсов двоичный счетчик 48, компаратор 49 и триггер 50.,

На фиг,1-6 прин ты следующие бук- веиные обозИачени ; U - выходной сигнал датчика шагов; х , х - вы- сигналы дешифратора 24; х - выходной сигнал триггера 29; х, - выходной сигнал триггера 33; х - выходной сигнал элемента И 30; х, - выходной сигнал ждущего генератора 3 импульсов; l} - выходной сигнал

5

4 анализа и переключени режима движени или входной сигнал двигател 6; 9 - заданное рассто ние до требуемой позиции; Р - знак рассогласовани .

Нуль-орган 2 содержит элемент 19 выделени фронтов импульсов, счетный триггер 20 и элемент И 21 (фиг.З).

Блок 4 анализа и переключени режимов движени содержит генератор 22, элемент 23 выделени фронтов импульсов , дешифратор 24, двоичньгй счетчик 25, элементы И 26 и 27, триггеры 28 и 29, элементы И 30-32, триггер 33,

5 элементы И 34 и 35, элемент ИЛИ 36, элемент И 37, элементы И-ИЛИ 38 и 39, элемент ИЛИ 40, усилители 41 и 42 мощности; элемент И 43 (фиг.4). Фиксатор 10 останова содержит

0 генератор 44 импульсов, двоичный счетчик 45 и дешифратор 46 (фиг.5).

Генератор 5 низкой частоты содержит генератор 47 импульсов двоичный счетчик 48, компаратор 49 и триг5 гер 50 (4мг.6).

Электропривод работает следук)щим образом.

Рассто ние до требуемой позиции задаетс знакопеременной величиной , измер емой числом шагов датчика 9 иагов (фиг.1). Датчик 1 рассогласовани в зависимости от направлени вращени двигател 6 посто нного тока суммирует или вычитает импульсы , поступающие с выхода датчика 9 шагов. Полученна таким образом величина рассогласовани Л 9 j поступает в блок 4 анализа и переключени режимов движени . На вход нуль- органа 2 поступает сигнал, характе ризующий знак Р рассогласовани Аб; . В блоке 4 анализа и перр.клк чени режимов движени (фиг.4) сигнап рассогласовани поступает на вход дешиф5 ратора| 24, имеющего следующую функцию переключений

0 0

0

О,прибЭ; й9„;

1 ,при 4 9; iae ,

1 ,при U 9; О;

О,при u9; О,

(

55

где И - некотора заданна порогова величина.

В исходном состо нии, т.е. когда рассогласование отработано, триггеры 28, 29 и 33 наход тс в состо нии логического нул , а на верхнем и нижнем по схеме выходе дешифратора 24 - сигнал логической единицы. Работа логического узла, содержащего элементы И 34 и 35, элементы ИЛИ 36, элемент И 37, элементы И-ИЛИ 38 и 39, 5 элемент ИЛИ 40, усилители 41 и 42 мощности и элемент И 43, описываетс следующими логическими уравнени ми

, Pic, х,х, (, )vxJ.vPx,,x ; PiJx,x {x2VXjXjvx, vPx,.,

где. Z , Z - входные сигналы усилителей 41 и 42 мощности, Р - знак выходного сигнала 5 датчика 1 рассогласовани ,

х,х - выходные сигналы дешифратора 24, X , X - выходные сигналы триг- 20

геров 29 и 33, х - выходной сигнал элемента И 30,

X - выходной сигнал ждуще25

го reitepaTOpa импульсов .

При Z, 0 и Z О двигатель 6 посто нного тока не вращаетс .

При Z, О и Z 1 двигатель 6 посто нного тока вращаетс против 30 часовой стрелки.

При Z, 1 и Z О двигатель 6 посто нного тока вращаетс по часовой стрелке. В исходном состо нии Z, О, Zj 0.35

Рассмотрим работу след щего электропривода в момент времени, когда рассогласование отлично от нул . При этом на верхнем и нижнем по схеме выходах дешифратора 24 (если ) 40 сигналы логического нул . Сигнал логического нул на верхнем по схеме выходе дешифратора 24 разрешает переключение триггера 29 сигналом пос тупающим с выхода датчика 1 рассог- 45 гласовани на второй вход элемента И 26. После переключени триггера 29 измен етс состо ние указанного логического узла, содержащего элементы 34-43. В результате чего с его вы-50 хода на двигатель 6 посто нного тока Начинает поступать напр жение, по пол рности совпадающее со знаком величины 491 , что вызывает наискорейший разгон и вращение двигател 6 пос- 55 то нного тока.

При достижении рассогласовани фиксированной величины Д5|,(фиг. 2, мо5

5

0

5

мент времени t ) дешифратор 24 (фиг.4) выдает единичный сигнал с верхнего по схеме выхода. После, этого с выхода указанного логического узла, содержащего элементы 34-43,на двигатель 6 посто нного тока подаютс импульсы напр жетс , период следовани и длительность которых определ ютс выходными и myльcaми ждущего генератора 3 ш тульсов, поступающими на вход 14 блока 4 анализа и переключени режимов движени . Тор- моз щее действие импульсов пр мо пропорционально скорости вращени двигател 6 посто нного тока. По мере замедлени вращени временной интервал Т между тормоз щими импульсами увеличиваетс .

Измерение интервала Т осуществл етс с помощью генератора 22, элемента 23 выделени фронтов импульсов, дешифратора 24, двоичного счетчика 25, элементов И 26 и 27 и триггера 28 следующим образом.

Элемент 23 выделени фронтов импульсов выдел ет передние фронты тормоз щих импульсов. Короткие импульсы напр жени , соответствующие передним фронтам тормоз щих и myльcoв, поступают на вход установки нул двоичного счетчика 25. Последний за интервал времени Т считает импульсы напр жени , поступающие с выхода генератора 22. По мере замедлени вращени двигател 6 посто нного тока временной интервал времени Т между тормоз щими импульсами увеличиваетс . При достижении интервалом Т некоторой величины Тд двоичный счетчик 25 переполн етс и устанавливает триггер 28 в состо ние логической единицы , тем самым разреша через элементы И 30 и 32 сигналом с выхода генератора 5 низкой частоты переключить триггер 33. После этого с вькода указанного логического узла, содержащего элементы 34-43, на вход двигател 6 посто нного тока подаютс импульсы напр жени . Временное положение этих импульсов соответствует выходным импульсам генератора 5 низкой частоты, а пол рность определ етс знаком рассогласовани u9j .

Рассмотрим работу генератора 5 низкой частоты (фиг.6).С выхода генератора 47 импульсов импульсы напр жени поступают на вход двои гного счетчика 48. При переполнении последнего на его предпоследнем выходе

2 -1 по вл етс импульс напр жени который устанавливает триггер 50 в состо ние логической единицы. Дво:нч- ный счетчик 48 продолжает считать поступающие на его вход импульсы напр жени и в некоторый момент времени на его выходе установитс код, совпадающий с кодом на входах цифрового компаратора 49. Цифровой компаратор 49 осуществл ет сравнение двух двоичных чисел А и В, Логика его работы описьгоаеТс выражением 0, при А В; 1 , при А в,

где Z - выходной сигнал цифрового компаратора 49.

При совпадении кодов цифровой компаратор 49 формирует на выходе сиг нал логической единигцз., который устанавливает триггер 50 в состо ние логического нул . При дальнейшем поступлении имнульсов на вход двоичного счетчика 48 ситуаци повтор етс . Таким образом, на выходе триггера 50 по витс последовательность импульсов напр жени низкой частоты. Период импульсов напр жени низкой частоты определ етс разр дностью ного счетчика 48, а длительность - двоичным кодом на входах В цифрового -компаратора 49. Чем больше по абсолютной величине двоичный код, тем длиннее импульс напр жени . .

На входы В компаратора 49 поступают двоичные сигналы с реверсивного счетчика 8. Параметры выходных импульсов генератора 5 низкой частоты определ ютс значением , заносимого в реверсивный счетчик 8 в момент задани величины б, .

Вследствие неравномерности момента нагрузки в зависимости от ее текущего положени в известном электро приводе возможны его недорегулирова- ние или перерегулирование. Увеличение момента нагрузки может привести к останову привода, а уменьшение момента - к длительному колебательно- fy процессу относительно заданной по зиции.

в электроприводе фиксатор 10 ос- Танова (фиг.5) анализирует поступление импульсов с выхода датчика 9 шагов за интервал времени заполнени двоичного счетчика 45 до состо ни , на которое реагирует дешифратор 46.

12592076

С выхода 19 фиксатора 10 останова

сигнал поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 8, значение кода увеличиваетс на единицу и тем 5 самым увеличиваетс длительность импульсов , вьфабатываемых генератором 5 низкой частоты. Если после этого вновь фиксируетс останов, то описанна ситуаци повтор етс , и так

0 до тех пор, пока электропривод не начнет двигатьс к заданной позиции. Возможен и другой случай - уменьшение момента нагрузки на валу двигателе 6 посто нного тока,Это приводит к

5 тому,что длительность импульсов низкой частоты дл данного момента становитс больше необходимой,и при достижении нулевого рассогласовани электропривод не успевает остановитьс и ,

0 проходит заданную позицию. Знак рассогласовани при этом мен етс на обратный , а блок 4 анализа и переключени режимов движени переключает двигатель 6 посто нного тока

5 на противоположное движение. Рассмотренна ситуаци может повторитьс несколько раз, что заметно снижает быстродействие известного злект ропривода. В предлагаемом электро0 приводе на вход 1I нуль-органа 2

(фиг.З) поступает сигнал, характеризующий знак рассогласовани . Элемент 19 выделени фронтов Ш ШульсОв вырабатывает на двойное изменение

5 знака рассогласовани два импульса, первый из которых устанавливает счетный триггер 20 в единичное состо ние , а второй цроходит на выход 12. Импульс напр жени с выхода I2

0 .нуль-органа поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 8. Значение записанного в нем кода уменьшаетс , на единицу, тем самым уменьшаетс длительность импульсов низкой час45

50

55

тоты, вырабатываемых генератором 5 низкой частоты. Если переход через точку нулевого рассогласовани повторитс , то длительность импульсов низкой- частоты будет еще уменьшена, и так до тех пор, пока не будет найдена нo щнaльнa длительность импульсов низкой частоты дл этого положени вала двигател 6 посто нного тока.

При достижении нулевого рассогласовани дешифратор 24 (фиг.4) на нижнем по схеме выходе формирует сигнал, который при совпадении с импульсом

низкой частоты, поступающим с входа 15, устанавливает триггеры 29 и 33, а также триггер 28 через элемент И 31 с инверторами на входах в нулевое состо ние. При этом логический узел, содержащий элементы 34-43,снимает напр жение с входа двигател 6 посто нного тока.

Таким образом, предпагаемый след - ва и реверсивный счетчик, соединенный выходом с управл ющим входом ге нератора низкой частоты, а входами с выходами нуль-органа и фиксатора останова, подключенных входами к вы ходам соответственно датчика рассог ласовани и датчика шагов.

щий электропривод имеет возможность самонастраиватьс на оптимальную длительность импульсов низкой частоты при движении в непосредственной близости от заданной позиции, что снижает требовани к его настройке и знаU U LJ

0Ut.2

чительно повьЕпает скорость отработки рассогласовани .

Claims

Формула изобретени

След щий электропривод по авт.св. № 615452, отличающий с ; тем, что, с целью повьппени быстродействи , в нем дополнительно установлены нуль-орган, фиксатор останова и реверсивный счетчик, соединенва и реверсивный счетчик, соединенный выходом с управл ющим входом генератора низкой частоты, а входами - с выходами нуль-органа и фиксатора останова, подключенных входами к выходам соответственно датчика рассогласовани и датчика шагов.

Фиг.

Фиг.З

Редактор В.Данко

Составитель Ю.Гладков

Техред Л.0лейник Корректор Л.Патай

Заказ 5119/44Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска иаб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4