SU1737408A1

SU1737408A1 - Digital tracking system

Info

Publication number: SU1737408A1
Application number: SU894757086A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Евгеньевич Подпоркин; Екатерина Николаевна Мухамедова; Ирина Анатольевна Тугучева; Леонард Дмитриевич Журавлев; Григорий Евгеньевич Соловьев
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Автоматических Систем
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Цифрова след ща система может быть использована при построении систем управлени и регулировани . Целью изобретени вл етс повышение точности и уменьшение колебательности при малых скорост х движени . Цель достигнута за счет введени в систему трех регистров, компаратора, двух сумматоров, элемента ИЛИ. блока дифференцировани и цифроа- налогового преобразовател . 1 ил.The digital tracking system can be used in the construction of control and regulation systems. The aim of the invention is to improve the accuracy and reduce the oscillation at low speeds. The goal has been achieved by introducing three registers, a comparator, two adders, an OR element into the system. differentiation unit and digital-tax converter. 1 il.

Description

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении систем управлени и регулировани , в частности, цифровых след щих систем.The invention relates to automation and computer technology and can be used in the construction of control and regulation systems, in particular, digital tracking systems.

Известно устройство дл управлени приводом, содержащее задатчик, цифровой сумматор, цифроаналоговый преобразователь , привод и цифровой датчик.A device for controlling a drive is known, comprising a master, a digital adder, a digital-to-analog converter, a drive, and a digital sensor.

Недостатком известного устройства вл етс низкий порог регулировани скоро- рти.A disadvantage of the known device is the low threshold speed control.

Наиболее близкой по технической сущности вл етс цифрова след ща система , содержаща цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные привод, датчик положени и сумматор , логический коммутатор и управл емый делитель напр жени . Недостатком известной системы вл етс невозможность использовани средств, реализующих принципы переменной структуры след щей системы, что ограничивает возможность расширени диапазона регулировани скорости в услови х посто нно действующей в машиностроении тенденции к улучшению точностных характеристик.The closest in technical essence is a digital tracking system comprising a digital-to-analog converter, a series-connected drive, a position sensor and an adder, a logic switch, and a controlled voltage divider. A disadvantage of the known system is the impossibility of using means that implement the principles of the variable structure of the tracking system, which limits the possibility of expanding the range of speed control in conditions of a constant tendency in mechanical engineering to improve the accuracy characteristics.

Цель изобретени - повышение точности и уменьшение колебательности след щей системы при малых скорост х.The purpose of the invention is to improve the accuracy and decrease the oscillation of the servo system at low speeds.

Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровую след щую систему, содержащую исполнительный механизм, выход которого через датчик положени соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика углового положени , первый цифроаналоговый преобразователь, в которую дополнительно введены задающий и два управл емых регистра , компаратор, два сумматора, элемент ИЛИ, блок дифференцировани , второй цифроаналоговый преобразователь, причем выход задатчика углового положени соединен через блок дифференцировани с информационным входом первого управл емого регистра, первым входом компаратора и второго сумматора, выход первого сумматора соединен с первым входом третьего сумматора и через второй управл емый регистр с его вторым входом, выход третьего сумматора через первый цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом исполнительного механизма , выход задающего регистра соединен с вторым входом компаратора, первый выход которого соединен с управл ющим входом первого управл емого регистра , второй и третий выходы компаратора соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом второго управл емого регистра, выход первого управл емого регистра соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого через второйThe goal is achieved by the fact that a digital tracking system containing an actuator, the output of which is connected to the first input of the adder via a position sensor, the second input of which is connected to the output of the angular position generator, the first digital-to-analog converter, which additionally introduces a master and two controllable register, comparator, two adders, an OR element, a differentiation unit, a second digital-to-analog converter, the output of the angular position generator being connected via a differential unit with the information input of the first controlled register, the first input of the comparator and the second adder, the output of the first adder is connected to the first input of the third adder and through the second controlled register with its second input, the output of the third adder is connected to the first input of the actuator through the second controlled register, the output of the master register is connected to the second input of the comparator, the first output of which is connected to the control input of the first controlled register, the second and third outputs of the comparator ra connected to first and second inputs of OR element whose output is connected to the control input of the second controllably register, the output of the first controllably register coupled to a second input of the second adder, the output of which through a second

цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом исполнительного механизма .A digital-to-analog converter is connected to the second input of the actuator.

Совокупность новых признаков обеспечивает получение сверхсуммарного эффек0 та, заключающегос в том, что в предложенной системе происходит повышение плавности скорости на нижнем пороге регулировани , благодар схемному решению, в результате которого происхо5 дит одновременное в зависимости от скорости изменение добротности и скоростной компенсации, в результате чего уменьшаетс колебательность след щей системы при малых скорост х при увеличении динамиче0 ской точности.The combination of new features provides a super-sum effect, which consists in the fact that in the proposed system there is an increase in the smoothness of speed at the lower control threshold, due to the circuit design, which results in a simultaneous change in the quality factor and speed compensation, depending on the speed, resulting in a decrease in oscillation of the servo system at low speeds with increasing dynamic accuracy.

На чертеже представлена структурна схема цифровой след щей системы.The drawing shows a block diagram of a digital tracking system.

Цифрова след ща система содержит задатчик 1 углового положени , сумматор 2,The digital tracking system contains an angular position setting device 1, an adder 2,

5 датчик 3 положени , блок 4 дифференцировани , первый управл емый регистр 5, компаратор 6, сумматоры 7 и 8, второй управл емый регистр 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, исполнительный5 position sensor 3, differentiation unit 4, first controlled register 5, comparator 6, adders 7 and 8, second controlled register 9, digital-to-analog converter (D / A converter) 10, executive

0 механизм 11, задающий регистр 12, элемент ИЛИ 13, ЦАП 14.0 mechanism 11, which sets the register 12, the element OR 13, the DAC 14.

Задатчик 1 углового положени представл ет собой цифровой генератор функции или ЭВМ типа Электроника-60 сAngle position adjuster 1 is a digital function generator or Electronics-60 type computer

5 интерфейсом св зи и служит дл формировани кода, пропорционального заданному положению.5 as a communication interface and serves to form a code proportional to a predetermined position.

Выход задатчика 1 соединен с вторым входом сумматора 2, первый вход которогоThe output of the setpoint device 1 is connected to the second input of the adder 2, the first input of which

0 соединен с выходом датчика 3 положени . Выход задатчика 1 соединен также через блок 4 дифференцировани с входом первого управл емого регистра 5, первым входом компаратора б и первым входом вто5 рого сумматора 7.0 is connected to the output of position sensor 3. The output of the setting device 1 is also connected via the differentiation unit 4 to the input of the first controlled register 5, the first input of the comparator b and the first input of the second adder 7.

Блок 4 дифференцировани служит дл формировани кода, пропорционального заданному значению скорости входного сигнала.The differentiation unit 4 is used to form a code proportional to a predetermined value of the speed of the input signal.

Компаратор б может быть выполнен, на0 пример, на микросхеме 564ИП2.The comparator b can be performed, for example, on a 564IP2 chip.

Выход первого сумматора 2 соединен с, первым входом третьего сумматора 8 и че-° рез второй управл емый регистр 9 - с вторым входом третьего сумматора 8.The output of the first adder 2 is connected to, the first input of the third adder 8 and through the second controlled register 9 to the second input of the third adder 8.

5 Выход сумматора 8 через первый ЦАП 10 соединен с первым входом исполнительного механизма 11.5 The output of the adder 8 through the first DAC 10 is connected to the first input of the actuator 11.

Выход задающего регистра 12 соединен с вторым входом компаратора 6, первый выход которого соединен с управл ющим входом первого регистра 5, второй и третий выходы компаратора 6 соответственно с первым и вторым входом элемента 13 ИЛИ.The output of the master register 12 is connected to the second input of the comparator 6, the first output of which is connected to the control input of the first register 5, the second and third outputs of the comparator 6, respectively, with the first and second input of the element 13 OR.

Выход элемента 13 ИЛИ соединен с управл ющим входом второго управл емого регистра 9.The output of the element 13 OR is connected to the control input of the second control register 9.

Выход первого управл емого регистра 5 соединен с вторым входом сумматора, выход которого через второй ЦАП 14 - с вторым входом исполнительного механизма 11.The output of the first controlled register 5 is connected to the second input of the adder, the output of which through the second DAC 14 is connected to the second input of the actuator 11.

Выход исполнительного механизма 11 соединен с входом датчика 3 положени .The output of the actuator 11 is connected to the input of the position sensor 3.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

С выхода задатчика 1 положени на вход сумматора 2 поступает код, пропорциональный заданному положению. На второй вход сумматора 2 поступает код, формируемый датчиком 3 положени .From the output of the setpoint 1 position, the code proportional to the specified position is fed to the input of the adder 2. The second input of the adder 2 receives the code generated by the position sensor 3.

С выхода сумматора 2 код, пропорциональный ошибке след щей системы, через регистр 9 и сумматор 8 поступает на вход ЦАП 10, с выхода которого аналоговый сигнал поступает на один из входов исполни- тельного механизма 11. Выходное звено механизма 11 перемещаетс со скоростью, пропорциональной напр жению этого аналогового сигнала.From the output of the adder 2, the code is proportional to the error of the tracking system, through the register 9 and the adder 8 is fed to the input of the DAC 10, from the output of which the analog signal is fed to one of the inputs of the actuator 11. The output link of the mechanism 11 moves at a speed proportional to this analog signal.

На второй вход исполнительного меха- низма 11 дл компенсации динамической ошибки поступает аналоговый сигнал с выхода ЦАП 14, на вход которого от задатчика 1, через блок 4 дифференцировани , управл емый регистр 5 и сумматор 7 поступает код, пропорциональный заданной скорости . При поступлении управл ющего сигнала с выхода элемента ИЛИ 13 на вход управл емого регистра 9, через управл емый регистр 9, сумматор 8 и ЦАП 10 на вход исполнительного механизма не поступает дополнительна часть кода ошибки, что уменьшает значение добротности в зоне малых скоростей.The second input of the actuator 11 receives an analog signal from the output of the D / A converter 14, to the input of which from the setting device 1, through the differentiation unit 4, the controlled register 5 and the adder 7, a code proportional to the specified speed. When a control signal arrives from the output of the OR element 13 to the input of the controlled register 9, through the controlled register 9, the adder 8 and the DAC 10, no additional part of the error code arrives at the input of the actuator, which reduces the Q-factor value in the low-velocity zone.

Управл ющий сигнал с выхода элемен- та ИЛИ 13 формируетс следующим образом .The control signal from the output of the element OR 13 is formed as follows.

На входы элемента ИЛИ 13 поступают выходные сигналы с компаратора б, по вл ющиес в случае, если код пропорциональ- ный заданному значению скорости, на входе компаратора 6 равен или меньше, чем код, поступающий с выхода задающего регистра 12 на второй вход компаратора 6. Одновременно с первого выхода компара- тора 6 поступает управл ющий код на управл емый регистр 5, который пропускает на вход сумматора 7 код, пропорциональный заданной скорости, что увеличивает в 2 раза сигнал скоростной компенсации.The inputs of the element OR 13 receive output signals from the comparator b, appearing in case the code is proportional to the specified speed value, at the input of the comparator 6 is equal to or less than the code from the output of the master register 12 to the second input of the comparator 6. At the same time, from the first output of the comparator 6, the control code is fed to the controlled register 5, which passes to the input of the adder 7 a code proportional to a given speed, which increases by 2 times the speed compensation signal.

Известно, что дл повышени плавности движени на нижнем пороге регулировани необходимо снижать значение колебательности (добротности) углового контура, выбранное исход из требований динамической точности, что реализуетс в предлагаемом устройстве за счет отключени выхода управл емого регистра 9 от первого входа сумматора 8 в цепи ошибки. Одновременно дл сохранени динамической точности усиливаетс скоростна компенсаци за счет подключени выхода управл емого регистра 5 к второму входу сумматора 7.It is known that in order to increase the smoothness of movement at the lower threshold of adjustment, it is necessary to reduce the oscillation value of the angular contour selected based on dynamic accuracy requirements, which is realized in the proposed device by disconnecting the output of the controlled register 9 from the first input of the adder 8 in the error circuit. At the same time, to maintain dynamic accuracy, the speed compensation is enhanced by connecting the output of controlled register 5 to the second input of adder 7.

Claims

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A digital tracking system comprising an actuator, the output of which is connected via a position sensor to a first input of an adder, the second input of which is connected to an output of an angular position generator, the first digital-to-analog converter, in order to improve accuracy and reduce oscillation at low speeds, a master and two controlled registers, a comparator, two adders, an OR element, a differentiation unit, a second digital-to-analog converter, and an output The angular position sensor is connected via the differentiation unit to the information input of the first controlled register, the first inputs of the comparator and the second adder, the output of the first adder is connected to the first input of the third adder and through the second controlled register to its second input, the output of the third adder is connected via the first digital-to-analog converter with the first input of the actuator, the output of the master register - with the second input of the comparator, the first output of which is connected to the control input of the first pack The first register, the second and third outputs of the comparator are connected respectively to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the control input of the second controlled register, the output of the first controlled register is connected to the second input of the second adder, the output of which is connected via the second digital-to-analog converter with the second input of the actuator.