SU551666A1 - Устройство дл моделировани привода - Google Patents

Description

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИВОДА

Изобретение относитс  к аналоговой вычиспительно л технике, в частности, к устройствам дл  моделировани  систем автоматического регулировани  и управлени  объектами, содержащими в качестве испол- нительного органа привод программного управлени .

Известны устройства дл  моделировани  приводов прохраммного упраншени , примен емые в системах автоматического управлени . а также при моделировании указанных систем на аналоговых вычислительных машинах (АВМ).

Первое из известных устройств построено на основе полной математической модели имитируемого привода программного управлени  с последующим преобразованием математической модели к системе мащинных уравнений, удобных дл  набора на АВМ. Такой имитатор содержит большое число вычислительных блоков. Применение большог количества нелинейных блоков и блоков произведени  не позвол ет получить требуемую точность решени  задачи. Причем решение может быть получено в узком динамическом диапазоне работы имитируемого привода вследствие ограниченной полосы пропускани  штатной аппаратуры современных АВМ. Так как модель привода занимает существенную часть штатных блоков АВМ, то увеличиваетс  общий объем решаемой задачи, что усложн ет откладку задачи, снижает надежность и увеличивает сроки и стоимость работ.

Второе устройство, состо щее из типовых вычислительных и специализированных блоков построено по более прогрессивному методу гибридного моделировани . Это позвол ет часть уравнений привода и характеристки отдельных его узлов воспроизводить на внешних специализированных блоках, не вход щих в состав АВМ, и тем самым разгрузить АВМ. В этом случае точность решени  задачи в целом и допустимый динамический диапазон получаемых решений также остаетс  недостаточным и не может полностью удовлетворить существуюш.им техническим требовани м.

Ближайшее к данному изобретению техническое решение, содержащее блок нелинейности и интеграторы, выходы которых подключены к входам блоков моделировани  перемещений испопнитепьных органов привода, выполнено в виде автономного устройства, обладает достаточно высокой точностью,

широким динамическим диапазоном и высоко надежностью работы.

Это техническое решение хот  и имеет р д преимуществ по сравнению с описанными выше в части точности, надежности и динамического диапазона, однако, позвол ет воспроизводить только статические и динамические характеристики шаговых двигателей работающих по строго определенному пропорционально-шаговому алгоритму и не способно имитировать какие-либо другие алгоритмы работы привода.

Модель привода программного управлени  должна обеспечить воспроизведение различных алгоритмов движени  исполнительного органа реального пр-1вода программного управлени , что не может быть достигнуто при использовании прототипа.

Цель изобретени  - увеличение точности воспроизведени  статических характеристик имитируемого привода и расшире11ие класса решаемых задач.

Дл  достижени  этой цели устройство содержит анализатор знака, генератор тактовых импульсов, бипол рный ключ, реверсиный счетчик, программный блок, реверсивный кольцевой коммутатор и сумматор,причем выход блока нелинейности подключен к входу анализатора знака и первому вхо- ду бипол рного ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход бипол рного ключа подсоединен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого через программны блок соединен с первым входом реверсивного кольцевого коммутатора, выходы которого подключены к входам интеграторов, выход анализатора знака подключен к вторы входам реверсивного счетчика и реверсивного кольцевого коммутатора, выходы блоков моделировани  перемещений исполнительных органов привода подключены к входам сумматора .

Повышение точности воспроизведени  ста тических и динамических характеристик реалного привода программного управлени  достигаетс  совокупностью признаков, получаемых за счет объединени  аналоговых и дискретных блоков, а таклсе установлени  новых функциональных св зей меледу ними, позвол ющих получить новый положительный эффект, т. е. за счет введени  в схему устройства дл  моделировани  привода блока программного управлени , генератора тактовых импульсов, кольцевого реверсивного коммутатора и кольцевого счетчика.

Расширение класса решаемых задач достигаетс  за счет применени  блоков дискреного типа, имеющих широкий динамический диапазон и широкие пределы настройки на заданный алгоритм функционировани .

Применение специализированных функциональных блоков и установление новых св зей между ними позвол ет значительно сократить общее количество вычислительных

блоков, необходимых дл  воспроизведени  характеристик привода программного управлени  по сравнению с известными устройствми того же назначени .

На чертеже продставлена блок-схема устройства ИЛИ :..олв; гро-. привада.

Предлагаемое устпойстии содоржйт нелинейноеги 1, апа изатоо знака 2, бипол рный ключ 3, гекерагс р тлхтоькх г м ульсов 4, реверсивный счотчил 5. программный блок 6. реверстшный ко лмутатар 7, блоки моуелироаз;;и  перемешо глй исполнительных органаз прИБОДз, состо щие из последовательно сонд нен:;ых. KriierijaTopOB 8 и формирующих блоков 9. а т-аклн.е сумматора 1О. Выход сумматора 10  вл етс  выходом ус1ройства.

Claims (1)

1. Блок нелинейности 1 предназначем дл  воспроизведени  статических характеристик имитируемого привода, содержащих зону нечувствительности.пропордиональный участок и зону насыщени , выход блока нелинейности 1 подключен к входу анализатора знака 2 и к первому входу бипол рного ключа 3, второй вход когорогу соединен с входом генератора тактовых импульсов 4. Генератор тактовых импульсов 4 предназначен дл  синхронизации и временного управлени  работой устройства в целом и чере бипол рный ключ 3 соединен с реверсивным счетчиком 5, который служит дл  выработки управл ющих импульсов с частотой, пропорциональной дискретности включени  исполнительных органов. Выход реверсивного счетчика 5 соединен с программным блоком 6, который в соответствии с заданным алгоритмом осуществл ет упраплеш е работой кольцевого реверсивного коммутагора 7, второй вход которого свизай с выходом анализатора 2 и с реверскзным счетчиком 5. Реверсивный кольцевой коммутатор 7 предназначен дл  поочередного включени  блоков моделировани  переме г.еиий исполнительных органов привода, состо щих йз последовательно включенных интеграторов S и формирующих блоков 9. Выходы форми рующих блоков 9 подключены к входам сумматоров 10. Анализатор знака 2 предназначен дл  выработки сигналов управ ени , определ ющих в зависимости от пол рности входного сигнала пр мую или обратную последовательность работы реверсивного счетчика 5 и реверсивного кольцевого коммутатора 7. Дл  моделировани  работы приводов программного управлени  с различными алгоритмами функционировани  и различными временными характеристи ками в реверсивном счетчике 5 и программном блоке 6 предусмотрена возможность регулировки и задани  основных временных параметров имитируемого привода. Работа устройства дл  моделировани  привода протекает следующим образом. Входной сигнал, пропорциональный сигналу рассогласовани  системы управлени  объектом , поступает на вход блока нелинейности 1, где преобразуетс  в соответствии с заданной статической характеристикой ими тируемого привода, и с выхода блока нелинейности 1 поступает одновременно в два канала: канал управлени  положением выходного вала привода (блоки 3-7) и канал управлени  направлением движени  выходного вала привода (блок 2). Проход  по первому каналу, сигнал с выхода блока нелинейности 1 поступает на вход бипол рного ключа 3, который в зависимости от амплитуды сигнала, действующего на его входе, вырабатывает разрешающий сигнал, поступающий на вход реверсивного счетчика 5, который подсчитывает число импульсов, поступающих с выхода генератора тактовых импульсов 4. С выхода реверсивного счетчи ка 5 сигнал управлени  через определенные промежутки времени поступает на вход программного блока 6, в котором предварительно заложена программа функционировани  распределительного устройства реального привода. С выхода блока программного управлени  6 сигнал управлени  поступает на реверсивный кольцевой коммутатор 7, который в требуемой последовательности коммутирует выходные цепи (блоки 8 и 9), имитирующие перемещение исполнительных органов и их динамику. Кажда  выходна  цепь состоит из интегратора 8, имитирующего перемещение привода, и формирующего блока 9, имитирующего динамику привода. Число выходных цепей (блоки 8 и 9) практ чески не ограничено и определ етс  числом исполнительных органов ик-штируемого приво да. С выходов формирующих блоков 9 сигна поступает на соответствующие входы сумматора 10, на выходе которого вырабатываетс  сигнал, пропорциональный суммарному перемещению исполнительных органов имитируемого привода. Одновременно сигнал с выхода блока нелинейности 1 поступает на вход анализатора знака 2, который в зависимости от пол рности сигнала, действующего на его входе, вырабатывает управл ющий сигнал дл  реверса реверсивного счетчика 5 и реверсивного кольцевого коммутатора 7, измен   тем самым направление движени  исполнительных органов имитируемого привода. Ожидаемый технико-экономический эффект от внедрени  изобретени  состоит в следующем: -повыщение точности воспроизведени  статических и динамических характеристик реального привода программного управлени ; -расширение класса рещаемых сзадач (области исследовани  сложных систем автоматического регулировани , содержащих в качестве исполнительного органа привод программного управлени ); - сокращение объема оборудовани , необходимого дл  набора математической модели привода программного управлени  на АВМ, за счет применени  автономного прибора (устройства); -сокращение стоимости и сроков исследовани  сложных систем автоматического управлени . Формула изобретени  Устройство дл  моделировани  привода, содержащее блок нелинейности и интеграторы , выходы которых подключены ко входам блоков моделировани  перемещений исполнительных органов привода, отличающеес  тем, что,с целью увеличени  точности и расширени  класса решаемых задач, оно содержит анализатор знака, генератор тактовых импульсов, бипол рный ключ, реверсивный счетчик, программный блок, реверсивный кольцевой коммутатор и сумматор , причем выход блока нелинейности подключен ко входу анализатора знака и первому входу бипол рного ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход бипол рного ключа подсоединен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого через программный блок соединен с первым входом реверсивного кольцевого коммутатора, выходы которого подключены ко входам интеграторов, выход анализатора знака подключен ко вторым входам реверсивного счетчика и реверсивного кольцевого коммутатора, выходы блоков моделировани  перемещений исполнительных органов привода шдключены ко входам сумматора .

   SZJ-

   1 }

   Jl Iff .

   8 r- 9

   .Jr. I

   П

   ft

   H:

   inj I. 1 j Hl