SU1259214A1 - Устройство дл программного управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано дл  числового программного управлени  координатньми перемещени ми . Решаетс  задача повышени  точности управлени  координатными перемещени ми во времени за счет исключени  ошибки между двум  коррекци ми, вызванной разбросом периода следовани  генератора импульсов интерпол ции . Входна  информаци  устройства (параметры траектории и код точного времени) поступает через блок ввода на регистр. Импульсы первого генератора импульсов через делитель частоты , элементы И, ИЛИ подаютс  в блок управлени , который использует их как сигналь дп  вычислени  с помощью арифметического блока очередного промежуточного значени  координатного положени  системы внутри заданного интервала времени. Вычисленные значени  обрабатываютс  исполнительным органом. При равенстве текущего времени , задаваемого вторым генератором импульсов и счетчиком текущего времени и заданного времени конца интервала арифметическое устройство подает сигнал на блок ввода дл  приема новой информации. Элементы задержки и счетчик импульсов осущест- вл ют периодическую прив зку начала цикла работы делител  частоты к сигналам точного времени таким образом, что последний импульс переполнени  делител  частоты на каждом интервале не подаетс  на вход блока управлени  . 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано дл  чиглового программно- ного управлени  координатными перемещени ми ,

Цель изобретени  - повышение точности устройства при управлении координатными перемещени ми во времени .

На фиг.1 приведена схема устрой- ства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов в схеме устройства; на фиг.З - функциональна  схема блока управлени ; на фиг.4 - функциональна  схема арифметического блока; на фиг.З - схема блока пам ти.

Устройство дл  программного управлени  содержит первый генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, элементы ИЛИ 3, И 4, счетчик 5 текущего времени, второй генератор 6 импульсов , блок 7 управлени , арифметический блок 8, исполнительный орган 9, блок 10 пам ти, устройство 1 ввода, входы 12 системы, первый 13 и второй 14 элементы задержки и счетчик 15 импульсов. Блок 7 управлени  (фиг.З) состоит из двоичного счетчика 16 и дешифратора J7 состо ний, который вырабатывает на своих выходах 18 и 19 соответствующие сигналы управлени  блоком 8.

Арифметический блок 8 содержит элемент ИЛИ 20, формирователи 21-23; элементы 24-26 задержки, регистры 27 и 28, регистр 29 сдвига, сумма- Тор-вычитатель 30, группу 31 ключей, схему 32 сравнени  кодов с выходом 33 и элемент ИЛИ 34.

Блок 10 содержит регистр 35 значени  ординаты предыдущей рабочей точки, регистр 36 значени  ординаты последующей рабочей точки и регистр 37 текущего времени.

Устройство работает следующим образом.

На входы 12 блока 11 от внешнего источника информации поступают кодьг, определ ющие параметры траектории движени  CHCTeNbi на данном интервале времени, а также код точного времени конца данного интервала. Эти кодгл запоминаютс  в регистре 10 и хран тс  в нем в течение данного интервала времени.

С выхода генератора 1 на делитель 2, содержащий п разр дов и выполнен- Шй по схеме двоичного счетчика, по

5

0

5

5

0

5

5

0

ступают импульсы высокой частоты F. С выхода старшего Сп-го) разр да делител  2 на счетный вход счетчика 5 через элемент 13 и на первый вход - элемента И 4 поступают импульсы с частотой Fj . Эти импульсы через элемент ИЛИ 3 поступают в блок 7, который использует их как сигналы дл  вычислени  с помощью блока 8 очередного промежуточного значени  координатного положени  системы программного управлени  внутри заданного интервала времени.

При вычислении промежуточных значений координатных положений также определ ютс  промежуточные значени  времени подсчетом общего количества импульсов, поступивших в блок 7 с выхода элемента ИПИ 3 от начала данного рабочего интервала. Вычисленные значени  координатных перемещений отрабатываютс  органом 9. Данные дл  расчета промежуточных значений координатных перемещений поступают в блок 10 через блок 11, который св зан с входами 12 с внешним источником информации .

В блоке 8 по сигналам блока 7 производитс  сравнение текущего значени  времени, вырабатываемого счетчиком 3, со значением времени конца рабочего интервала. При равенстве этих значений блок 8 выдает сигнал на управл ющий вход блока 11, по которому он принимает новую информацию на очередной интервал времени.

Из-за разброса параметров первого генератора 1.период следовани  сигналов , поступающих с выхода элемента ИЛИ 3 на вход блока 7, имеет разброс относительно своего среднего значени  Т Tfp ± Т. Это приводит к ошибке при подсчете общего количества импульсов, поступивших к данному моменту сзремени, и величина этой опгиб- ки зависит от того, в какую сторону от среднего значени  происходит разброс периода следовани  импульсов генератора I. В устройстве накопленна  между двум  коррекци ми ошибка при одной и той же величине периода следовани  импульсов генератора 6 низкой частоты не зависит от того, в какую сторону происходит разброс периода следовани  импульсов генератора 1.

На фиг.2а показаны импульсы на выходе генератора 1, на фи1 .2& - импульсы после первой ступени делител 

-

312

2, т.е. после делени  на 2. На фиг.26,г показаны импульсы после последней ступени делител  2, например после делени  импульсов на число 16, На фиг.2&, 2 показан соответ- ственно пример увеличени  и уменьшени  периода следовани  импульсов генератора 1 на величину и Т за врем  At, где At - один интервал времени дл  вычислени  промежуточного значе ни  координатного положени  системы.

Допустим, что сигналы точного времени с выхода генератора 6 поступают через 1 с и в одном интервале в 1 с размещаютс  четыре интервала времени At.

В общем случае коэффициент счета счетчика 15 выбираетс  равным отношению величины периода следовани  импульсов второго генератора 6 к вели- чине интервала времени at. В приведенном примере этот коэффициент равен 4. Тогда в течение первых четырех интервалов времени ut импульсы переполнени  с выхода триггера старшего разр да делител  2 поступают через элемент И 4 и через элемент ИЛИ 3 на вход блока 7, так как на выходе сметчика 15 будет высокий разрешающий потенциал. Четвертый импульс пе- реполнени  также еще пройдет по этой же цепи на вход блока 7, так как элемент 13 обеспечит переключение счетчика 15 с задержкой, достаточной дп  прохождени  четвертого импульса на вход блока 7 (фиг.48). Через врем  задержки после прихода четвертого импульса переполнени  на выходе счетчика 15 по витс  низкий запрещающий потенциал, который запретит прохожде ние следующего импульса переполнени  через элемент И 4 и далее через элемент ИЛИ 3 на вход блока 7 независимо от того, в какую сторону произошел разброс периода следовани  им- пульсов генератора 1. После этого импульс точного времени с второго генератора 6 импульсов через второй вход элемента ИЛИ 3 поступит в блок 7, установит делитель 2 в нулевое состо ние и через элемент 14 сбросит в исходное состо ние счетчик 15. Таким образом, осуществл етс  периодическа  прив зка начала цикла работы делител  частоты к точного времени.

В устройствах с другим соотношением величины периода следовани 

to

25

592

5

35 40 45 50 55

144

импульсов генератора 6 и величины интервала времени t коэффициент счета счетчика 15 устанавливаетс  также равным их отношению. Поэтому аналогично перед приходом последнего импульса переполнени  с выхода триггера старшего разр да делител  2 запрещаетс  передача этого импульса на вход блока 7. Тем самым всегда по сигналу точного времени, независимо от того, в какую сторону произошел разброс периода следовани  импульсов генератора 1, производитс  выдача координаты системы.

Технические средства, реализующие блоки 7, 8 и 10, взаимодействуют в системе следующим образом.

На нормально разомкнутые контак-. ты грппь 31 ключей первой (верхней на фиг.4) группы входов сумматора-вы- читател  30 поступают значени  ординаты предыдущей (А) рабочей точки, а на такие же контакты группы 31 ключей второй (нижней на фиг.4) группы входов поступают значени  ординаты последующей (В) точки соответственно с регистров 35 и 36 блока 10.

Цикл работы блока 8 начинаетс  с приходом импульса первого интервала at, т.е. с по влением сигнала на первом из выходов 18 блока 7. Через задержку времени, обусловленную элементом 26, на выходе формировател  23 по витс  импульс, по которому произойдет переключение контактов ключей группы 31 и который также поступает на управл ющий вход суммато- ра-вычитател  30, определ   режим его работы - режим вычитател . После срабатывани  ключей группы 31 на выходе сумматора-вычитател  30 по витс  разность ординат предьщущей и пос-  едующей рабочих точек траектории В и А. По сигналу на выходе элемента 24 задержки (вход С1) эта разность будет записана в регистр 29 сдвига. Затем группа элементов, состо ща  из формирователей 21 и 22, элемента ИЛИ 34 и элемента 25, преобразует передний фронт задержанного импульса с выхода 18 блока в два, следующих один за другим, импульса сдвига, которые поступают на сдвигающий вход С2 регистра 29 сдвига. При этом производитс  сдвиг в сторону мпад- щих разр дов и тем производитс  деление разности ординат точек В и В на четыре. Таким способом до по

 влени  второго интервала д t на выходе регистра 29 сдвига будет зафиксировано значение, равное одной четвертой разности ординат точек В и А

После окончани  импульса на выходе формировател  23 будет потенциал, определ ющий режим работы сумматора- вычитател  30 до конца рабочего интервала в 1 с - режим сумматора. По этому потенциалу контакты ключей группы 31 придут в исходное состо ние (фиг.4) и будут в таком состо нии до конца рабочего интервала. При этом на нижнюю группу входов сумма- тора-вычитател  30 (одно из слагаемых ) подаетс  информаци  с выхода регистра 29 сдвига, а на верхнюю группу входов (второе слагаемое) подаетс  информаци  С выхода регистра 28, в котором записываетс  значение ординаты предыдущей вычисленной точки .

Аналогичным образом, в следующие интервалы it, с по влением импульсов на выходах .18 и 19 блока 7 будет производитьс  суммирование ординаты предыдущей вычисленной точки с одной четвертой разности ординат точек В и А. По переднему фронту импульса с выхода элемента ИЛИ 20 эта сумма каж дый раз записываетс  в регистр 27, с выхода которого подаетс  иа исполнительный орган 9. По заднему фронту этого же импульса происходит перезапись этой суммы в регистр 28 дл  нахождени  последукицей суммы. Че рез с, с приходом очередного импульса на первом из выходов 18 блока 7, цикл работы повтор етс .

На одну группу входов схемы 32 сравнени  кодов поступают значени  времени конца рабочего интервала с выхода блока 10. На другую группу входов этой же схемы поступают значени  текущего времени с выхода счет чика 5. По сигналу, поступающему с первого из выходов 18 блока 7, производитс  сравнение этих величин. В момент равенства схема 32 сравнени  кодов вырабатывает управл кнций сиг- нал по выходу 33, который поступает в блок И,и этот блок принимает новую информацию на очередной интервал времени.

Предварительно перед этим по сиг- налу с выхода 19 блока 7 информаци 

с регистра 36 (ордината последующей точки) переписываетс  в регистр 35 (ордината предыдущей точки), так Kai в новом рабочем интервале точка В 5 из последующей точки интервала АВ становитс  предыдущей точкой нового интервала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5

   5 0

   5

   0

   Устройство дл  программного управлени , содержащее блок ввода, блок пам ти, арифметический блок, блок управлени , первый и второй генераторы

   5 импульсов, счетчик текущего времени, делитель частоты, элемент И, элемент ИЛИ и исполнительный орган, подключенный к первым выходам арифметического блока, второй выход арифметичес0 кого блока подключен к управл ющему входу блока ввода, синхронизирующие входы арифметического блока соединены с выходами блока управлени , первые информационные входы - с выхода- г-ш счетчика текущего времени и вторые информационные ахода.1 - с выходами блока пам ти, выход первого генератора импульсов соединен со счет- входом делител  частоты, а выход второго генератора импульсов - с входом счетчика текущего времени, с первым входом элемента ИЛИ и с входом сброса делител  частоты, выход котЬ- рюго соединен с первым входом элемента И, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом блока управлени  , один из выходов блока управлени  подключен к синхронизирующему входу блока пам ти, информационные входь которого соединены с выходами блока ввода, причем информационные входы блока ввода  вл ютс  входами системы, о тличающе ее   тем,, «го, с целью повышени  точности, в него введены счетчик импульсов, первьой и второй элементы задержки, причем счетный вход счетчика импульсов соединен через первый элемент задержки с выходом делител  частоты, выход счетчика импульсов соединен с вторым входом элемента И, вход сброса счетчика импульсов соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов.

   5

   0

   л н-1 I Л I г Г г 1

   1„ в. ... .1 0

   -4-

   +JAr

   К-йТ

   At

   ut

   -2&Г

   ЗАГ

   At

   At

   5

   4i

   «

   W

   2Э

   1 C2

   гг

   22

   LT

   W

   23

   JJ Фиг .З

   Ha scm-8o 9

   Tl

   П

   w к

   U 4

   MB

   Д

   8

   fi

   J/

   IJ

   32

   , &

   «:±Редактор В.Данко

   Составитель Ю.Апарин

   Техред Л.Олейник Корр ектор О.Лугова 

   Заказ 5119/44Тираж 836 Подписное

   ВНИЖ1И 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

   Фиг. 5