SU1700567A1

SU1700567A1 - Круговой интерпол тор

Info

Publication number: SU1700567A1
Application number: SU894726295A
Authority: SU
Inventors: Григорий Борисович Барсуков; Илья Васильевич Мирошник; Владимир Олегович Никифоров; Андрей Анатольевич Пономарев
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1991-12-23

Abstract

Изобретение относитс к устройствам автоматического управлени и может быть использовано в системах программного управлени движением. Цель изобретени - повышение точности задани круговой траектории . Поставленна цель достигаетс использованием значени оценочной функции дл пропорциональной коррекции скоростей изменени выходных сигналов интерпол тора . 1 ил.

Description

Изобретение относитс к устройствам автоматического управлени и может быть использовано в системах программного управлени .

Известен круговой интерпол тор, построенный по методу оценочной функции, в котором блок расчета оценочной функции определ ет величину отклонени от заданной траектории, после чего в зависимости от знака оценочной функции производитс изменение одного или обоих выходных сигналов интерпол тора на фиксированную величину (шаг). Посто нство шага обуславливает независимость скорости компенсации отклонени от величины отклонени , что приводит к низкой динамической точности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому интерпол тору вл етс круговой интерпол тор , содержащий два блока перемножени (БП), два интегратора и инвертор, задающий вход интерпол тора подключен к первым входам первого и второго БП, выход первого БП соединен с входом первого интегратора,

а выход второго БП через инвертор соединен с входом второго интегратора, второй вход первого БП соединен с выходом второго интегратора, а второй вход второго БП соединен с выходом первого интегратора, выход первого интегратора вл етс первым информационным выходом кругопого интерпол тора, а выход второго интегратора вл етс вторым информационным выходом интерпол тора.

Недостатком указанного интерпол тора вл етс накопление ошибки интегрировани , вызванное ограниченной точностью используемых интеграторов и технологическим разбросом параметров элементов устройства , что приводит к снижению точности задани траектории.

Целью изобретени вл етс повышение точности задани траектории.

Поставленна цель достигаетс тем. что в круговой интерпол тор, содержащий два блока перемножени , два интегратора, первый задающий вход интерпол тора подключен к первым входам первого и .второго

(Л

С

vj о о

01

о ч

блоков перемножени , второй вход первого блока перемножени соединен с выходом второго интегратора, а второй вход второго блока перемножени соединен с выходом первого интегратора, выход первого интегратора вл етс первым информационным выходом интерпол тора, выход второго интегратора вл етс вторым выходом интерпол тора , дополнительно введены п ть блоков перемножени , два сумматора, два элемента сравнени и инвертирующий масштабный усилитель, выход первого блока перемножени соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход третьего блока перемножени подключен к второму входу первого сумматора, зыход второго блока перемножени соединен с инвертирующим входом первого элемента сравнени , выход которого подключен к входу второго интегратора, выход четвертого блока перемножени подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом п того блока перемножени , входы которого подключены к выходу второго интегратора и к первому входу шестого блока перемножени , выход второго сумматора соединен с первым входом седьмого блока перемножени , второй вход которого подключен к второму задающему входу интерпол тора, а выход - к суммирующему входу второго элемента сравнени , инвертирующий вход которого соединен с третьим задающим входом интерпол тора , а выход через инвертирующий масштабный усилитель соединен с первым входом третьего и вторым входом шестого блоков перемножени , выход первого интегратора соединен с вторым входом третьего и первым и вторым входами четвертого блоков перемножени , выход шестого блока перемножени подключен к суммирующему входу первого элемента сравнени

На чертеже приведена схема кругового интерпол тора.

блока 1 соединен с первым входом сумматора 8, к второму входу которого подключен выход блока 3, а выход блока 2 соединен с инвертирующим входом элемента 10 сравнени , суммирующий вход которого подключен к выходу блока б. Выход сумматора 8 соединен с входом интегратора 12, выход которого подключен к обоим входам блока 4 перемножени и к второму входу блока 3.

Выход элемента 10 сравнени подключен к входу интегратора 13, соединенного выходом с обоими входами блока 5 и вторым входом блока 6. Выходы блоков 4 и 5 соединены с входами сумматора 9, выход которого подключен к второму входу блока 7 перемножени . Выход блока 7 соединен с суммирующим входом второго элемента 11 сравнени , который соединен выходом через инвертирующий масштабный усилитель

14с первыми входами блоков 3 и б, При этом на первый, второй и третий задающие входы интерпол тора подаютс сигналы Vk/R, 1/2R и R/2 в соответствии с уравнением реализуемой траектории

Yi2 + Y22 R2,

где YI и Y2 - выходные сигналы интерпол торов; R - радиус окружности;

Vk - величина контурной скорости. В известном интерпол торе задающие воздействи YI и Y2 формируютс в соответствии с уравнением круговой траектории ра- диуса R

Yi2 + Y22 R2

0)

и заданной величиной контурной скорости 40 Vk на основе расчета динамической модели вида:

Vi Y2Vk/R, Yi/0/ Yio. 45( Y2 -YWk/R Y2/0/ - Y2o (2)

Круговой интерпол тор содержит блоки 1-7 перемножени , сумматоры 8 и 9, элементы 10 и 11 сравнени (ЭС), интеграторы 12 и 13 и инвертирующий масштабный уси- литель 14. Первый задающий вход интерпол тора подключен к первым входам блоков 1 и 2 перемножени , второй задающий вход интерпол тора подключен к первому входу блока 7 перемножени , третий задающий вход интерпол тора подключен к инвертирующему входу элемента 11 сравнени . Второй вход блока 1 соединен с выходом интегратора 13, а второй вход блока 2 соединен с выходом интегратора 12. Выход

Величина е нормального отклонени от траектории (1) в малой окрестности траектории определ етс выражением:

vYUv2-R«

у 2R

(3)

Дифференциру (3) по времени в силу (21, получим дифференциальное уравнение описывающее динамику отклонени от траектории

(Yi Yi+Y2Y2)-l(YiY2 )0

анализ которого показывает, что динамическа модель (2) по отношению к траектории (1) находитс на границе устойчивости. Ошибка интерпол ции практически непосредственно передаетс на выход системы. Естественно, что точность работы станка в целом будет определ тьс также и другими факторами: качеством регул торов, приво- дов, жесткостью механизмов и т.д. Неточность реализации интеграторов приводит к по влению малых погрешностей на их выходах , которые, накаплива сь, порождают постепенное отклонение движени задающей точки от траектории (1). Источниками подобных ошибок любого реального непрерывного интегратора вл ютс ограниченность коэффициента усилени операционного усилител , на котором реализован интегра- тор, дрейф нул на его выходе, наличие сиг- нальных помех. Основной источник подобных ошибок цифрового интегратора - ограниченна точность регистров, св занна с ограничением разр дной сетки ЭВМ. Поэтому погрешности практической реализации элементов устройства будут приводить , в общем случае, к неограниченному накоплению ошибки е, что ведет к снижению точности интерпол тора.

В основу формировани задающих воздействий YI и Y2 предлагаемого интерпол тора положен расчет динамической модели вида:

Yi Y2VK/R + KYie/R, Yi/0/ Yio

Ya -YiVK/R + KY2e/R, Y2/0/ Y2o -

(4)

где К 0- коэффициент обратной св зи, а величина е определ етс из (3),

.Динамика отклонени дл известного интерпол тора будет описыватьс уравнением:

ё I ei - В2 I Yi Y2 VK/R 2

е I t I / Yi lr| Y2 I TUT R2о

1 т.е. при ei ошибка не равна нулю.

Дл предлагаемого замкнутого интерпол тора аналогично получаем

ё Ке + I 82 - ei I Y Y2 VK/R 2 и

Claims

е t I | Ј2 - Ј1 I Yi Y2 VK ( R 2 К ) Таким образом, накоплени ошибки не происходит и ее величина обратно пропорциональна коэффициенту К обратной св зи, Формула изобретени

Круговой интерпол тор, содержащий два блока перемножени , два интегратора, первый задающий вход интерпол тора подключен к первым входам первого и второго блоков перемножени , второй вход первого блока перемножени соединен с выходом второго интегратора, а второй вход второго блока перемножени - с выходом первого интегратора, выход первого интегратора вл етс первым информационным выходом интерпол тора, выход второго интегратора - вторым информационным выходом интерпол тора , отличающийс тем, что, с целью повышени точности задани траектории , в него введены п ть блоков перемно- жени , два сумматора, два элемента сравнени и инвертирующий масштабный усилитель, выход первого блока перемножени соединен с первым входом первого сумматора , выход которого соединен с входом первого интегратора, выход третьего блока перемножени подключен к второму входу первого сумматора, выход второго блока перемножени соединен с инвертирующим входом первого элемента сравнени , выход которого подключен к входу второго интегратора , выход четвертого блока перемножени подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом п того блока перемножени , входы которого подключены к выходу второго интегратора и к первому входу шестого блока перемножени , выход второго сумма- гора соединен с первым входом седьмого блока перемножени , второй вход которого подключен к второму задающему входу интерпол тора , а выход - к суммирующему входу второго элемента сравнени , инвертирующий вход которого соединен с третьим задающим входом интерпол тора, а выход через инвертирующий масштабный усилитель соединен с первым входом третьего и вторым входом шестого блоков перемножени , выход первого интегратора соединен с вторым входом третьего и первым и вторым входами четвертого блоков перемножени , выход шестого блока перемножени подключен к суммирующему входу первого элемента сравнени .

Kh0-т

4z

S.5