SU673986A1 - Цифрова след ща система регулировани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике автематического регупирювани  и управлени , в частности к астатическим системам автоматического регулировани , может быть использовано, например, в устройствах автоматического регулировани  технологических процессов, в устройствах позкционкровйни  cTaisKoB с програк мным управлением, в прецеаионных координатографах , в которых выходной сигнал датчика регулируемого параметра представлен в частотно-импульсной форме. Известны след щие системы уттравл© ни  перилещением, имеющие компаратор скорости подачи, сравнивающий частотны сигнал, пропорциональный ошибке системы с программируемой частотой. След ща  система содержит программный блок, командный регистр, фиксирующий требуемое значение положени  подвижного объекта, и блок программируемой частоты, подкЛоченные к программному блоку, регист фиксирующий величину перемвцени , компаратор кодов командного регистра и регистра , фиксирук дего величину перемещени , генератор частоты, пропорциональный ощибке, получаемой в компарагоре кодов, частотный селектор, подключенный к последовательно соединенным исполнительному устройству и датчику регулируемого параметра, соединенному с регистром фиксации величины перемещени . Данное устройство имеет недостаточную точность регулировани . Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  цифрова  след ща  система регулировани , содержаща  программный блок, датчик регулируемого параметра, первые выходы которьос подключены к входам элемента несовпадени г последовательно соединенные первый эл&мейт ИЛИ и элемент задерлоси, первый интегратор, счетный вход которого подключен к выходу элемента задержки, элемент вьщелени  нулевого значени  первого интегратора, подключенный к вьосодам разр дов этого интегратора, блок выбора направлени  счетных импульсов, блок установки знака первого интегратора, первый и второй элементы совпадени , соединенные первыми входами соответствен Но с первыми и вторыми выходами блока выбора направлени  счетных импульсов, вторыми - С выходом; элемента вьщеленй  нулевого значени  первого интеграто ра, а выходы первого и второго элемента совпадени  соединены cdofёётстеенйо с первым и вторым входом блока установки знака первого интегратора, генератор импульсов, соединенный со счетчиком импульсов, каждый разр д которого подключен к вторрму элементу ИЛИ через элемент И, второй вход которого подключен к соо ветствующим вьгжодам ipaajemoB первого интегратора, второй ин тегратор, подключенный через исполйй- тельное устройство-к датчику регулируем го параметра.Известна  цифрова  сЛ(ёд ща сйЬтема регул1фОваш  имеет ограниченную област применени . Такй  система работает с частотными сигналами, знак Которых ос . таетс  неизменным, что йе позболйет использовать ciicTeJwty регулировани  в качестве систем управлени  пёремёше ие г , например, прецизионных коор динатографах в станках с программным управлением. В этой систетле одинаковые состозд ю ей управл к цего сигнала, соответствующей интегралу отклонени  регул1фу« ого п аметра, представл ютс  рааличйьа и кодами, гго приводит при переходе сод жнмого первого интегратора через нулевое згючение к yBienH4eH«K) вре мёнк перехой ого процесса, снижению динамической точности и устойчивости си- с.темы. ;-,. ,.;, - . ., - - ; Кроме того, необходйм&сгь cyJfitMHpo вани  позиционных кодов й Шмпб йТвто ро|Ч интезграторов ттребует кспользовашш испОтште;к ном устройстве параллельногх) многозар дного сумматора. Л Цель изофетенн  - расщирение области применени  системь и повышение качества регулировани . Дл  этого в предлагаемую след щую систему дополнительно введены .третий и четвертый элементы совпадени , элемент в ьаделени  нулейОгО значени  второгс интегратора , блок выбора режимов и усганоб1Ш ШШ1:Ж Bfopird иететр элемент ИЛИ и блок форШ|: В(9ни  счетных импульсов, первый и второй взводы )1юго поЫлйчЙны к вШ1аШй

673986 элемента несовпадени , третий и четвертый - к дополнительньпл (знаковым) выходам программного блока и датчика регулируемого параметра, а два выхода подключены к двум входам блока выбора направлени  счетных импульсов и двум входам перЕюго элемента ИЛИ, соединенного с третьи си входами первого и второго элементов совпадени , третий элемент ИЛИ подключен первым входом к выходу элемента выделени  нулевого значени  первого интегратора, а выходом - к управл ющему входу первого интегратора, третий ичетв 1фтый элементы совпадени  1т6дключены первыми входами соответст- венво к первому и второму выходам блока выбора направлени  счетных имгГульсов , вторыми входами - соответственно к первому и второму выходам блока устанрвки знака первого интегратора, а выходами соответственно к второму и третьему входам третьего элемента ИЛИ, первый и второй выходы блока выбора режимов работы и установки знака BTqpoг6 интегратора подключены к управл ющему та счетному входам второго интегратора , третий - к исполнительному устройству, а входы - к первому выходу блока выбора направлени  счетных импульсов , к первому выходу блока установки знака интегратора, к выходам и второго элементов ИЛИ и к выходу элемей а вьщелени  нулевого значе ни  второго интегратора, подключеш1ого к выходам разр дов второго интегратора. На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемой след щей систа 1ы регулировани ; на фиг. 2 - при щипиальна  схйла блока формировани  счётных импульсов; на фиг. 3 - принципиальна  cxeiMa блока вь1бора режима работьт и устано1вки знака второго интегратора. Цифрова  след ща  система регулиро- вани  {фиг. 1) содержит программный блок 1, датчик 2 регулируемого парамвт ра, элемент несовпадени  3, &IOK 4 фор мировани  счетных импульсов, блок 5 выбора направлши  счетных импульсов, элемент ИЛИ б, элементы совпадени  7 и 8, Ьлемёнт задержки 9, интехратчэр 10, элемент ИЛИ II, элемент 12 вьюелени  нулевого значени  интегратора 10, элементы совпадени  13 и 14, блок 15 установки ;энака интегратора 1О, 16 импульсов, счетчик 17, элемент ИЛИ 18, элемент И 19, исполнительное устрой ство 20, интегратор 21, элемент 22 вы- делени  нулевого значени  интегратора 21, входы 23-27 блока 28 выбора режима работы и установки знака интегратора 21, выходы 29-31 блока 28. Блок 4 формировани  счетных импульсов (фиг. 2) содержитинверторы 32 и 33, логические элементы 34 и 35, входы 36-39 и выходы 40 и 41. Блок 28 выбора режима работы и установки знака второго интегратора (фиг.З) включает в себ  генератор 42 HMnyjibcpBf триггеры 43-49, инверторы 50 и 51, логические элементы И 54 и 55, элемент ИЛИ 56 и элемент И-ИЛИ 57. Цифрова  след ща  система регулировани  работает следующим образом. Два сигнала, один из которьк соответствует заданному значе тю параметра, фор мируемому программным блоком 1, а дру гой - значению параметра, формируемому . датчиком 2, поступают на оба входа элемента несовпадени  И, при помощи которого исключаетс  совпадение импульсов, прищедщих в одинаковой фазе. Далее обе импульсные последовательности, а таюхе знаки импульсных последовательностей поступают на входы 37, 38, 36 и 39 блока 4 формировани  счетных импульсов Если знаки последовательностей 1шп:ульсов программного блока 1 и датчика 2 олииаковы , то блок 4 формирует импульсы, которые присутствуют на обоиос выходах 4О и 41. Бел знаки различны, то блок 4 форирует импульсы, которые присутствуют только на одном, из вькодов 4О или 41. Обе импульснью последовательности, получающиес  на выходах 40 к 41 блока 4, при помощи элемента ИЛИ 6 совмещаютс  в единую последовательность импуш сов Знак выходных импульсов определ ет блок 5 выбора направлени  счетных импульсов . Счетные импульсы элемента ИЛИ 6 через 3 Швржки 9 поступают на вход интегратора 1О и зацисьгеаютс  п ним. Режим работы интегратора 1О опредеп ет выждной сигнал элемента ИЛИ Ц. Режим работы интегратора 10 опредеп етс  не только выходным сигналом блока выбора направлени  счетных импульсов , но и сигналами блока 15 установки знака HHt|rpatx)pa 10 И элемента 12 вьщелеии  нулевого значени  первого интегратора . В таблице приведены режимы работы интегратора Ю в зависимости от знаков сигналов блоков 5 и 15 и значени  содержимого интегратора Ю.

В цифровом интеграторе 10 производитс  алгебраическое j суммирование входных импульсов с числом соответс-рв к  им интегралу рассогласовани  (ошиб1:и).

В момент перехода содержимого йнTerpatopa 10 через нуль режим вычитание интегратора 10 измен етс  на режим суммирование.

Величина Интетрапа рассогласоваин  всегда представлена в пр мом пб& ийон- ном коде. Знак интетрала рассогласовани  (ошибки) регистрирует блок усташ вки знака интегратора Ю. Значение оцшбки преобразуетс  генератором 16, счетчиком 17 и элементами И 19 и ИЛИ 18 в последовательность импульсов с частотой , пропорциональной ошибке. Так как

одинаковые, но различные по знаку значени  ошибок представлены одинаковым пр мым позиционным кодом, то значени  частоты, пропорциональные этим ощибкам, одинаковы.

Claims (1)

1. Частотные последовательности: импуль сов с выхода элементов ИЛИ 18 и 6, а также знаки частотных последовательностей с выходов блоков 15 и 5 поступают в блок 28 выбора режима работы и установки знака интегратЪра 21. Блок 28 производит алгефаичёскоё суммирование частотных импульсных последовательносте элементов 6 и 18 с помощью логических элементов 52, 53. Так как импульсные последовательности элементов 6 и 18 несинхронны, то блок 28 при помощи двух синхронизаторов, вьшолненных на триггерах 43, 45 и 44, 46, а также им . пульснего генератора 42, счетгюго триггера 47 и схем И 54 и 55 производит временную прив зку импульсов элементо 6 и 18 к с/даинутым на полпер юда импульсам , формируемым элементами 54 и 55, что необходимо дл  исключени  сбо  в работе интегратора 21. Импульсы элементов 52 и 53 поступают на логический элемент ИЛИ 56, гд происходит их суммирование, а также на триггер 48, в котором определ етс  зна направлени  импульсов, поступающих через элемент ИЛИ 56 на вход второгх ин тегратора. Производ  далее интегрирование этого сигнала вторым интегратором 21, получают на его выходе регулирующее воздействие у , равное сумме двух составл ющих у, и у, , пропорцискальных интегралу и двойному интегралу отклонени  регулируемого параметра, У f(iMt+ k,|5c(t) dt. Мен   частоту импульсного ген атора 16, можно измен ть модуль составл ющей регулируемого воздействи  у Режим работы интегратора 21 (Ю) определ етс  в зависимости от состо ни  триггеров 48 и 49, формирующих с игналы в ыбора нйправлени  счетных импульсов и установки знака интегратора 21, а также значени  содержимого его разр дов. Он может быть определен ,как дл  интегратора 10 из приведенной таблицы . Знак регулирующего воздействи  у с триггера 49 поступает в исполнительное устройство 5О. В установившемс  режиме (t)dt.dt, так как x(t) б и Jx (i) dt О , т.е. 3 а врем  переходного процесса происходит полна  компенсаци  всех ошибок. Благодар  тому, 4to дй  одинаковы: : по величине, но различ1Ь 1х по знаку ошибок рассогласовани  величина интеграла рассогласовани  всегда представл етс  одним и тем же пр мым дозиционным кодом, происходит линейное иа енение сигнала управлени , что уменьшает перер гуэтирование и врем  переходного процесса в системе. Возможнс(сть работы со знакопеременными частотными сигналами датчика регу лируемого параметра и программного биока существенно расшир ет область прим&8 нени  предлагаемой след щей системы регулировани . Формула изобретени  Ци4рова  след ща  система регулиро- вани , содержаща  программный блок, датчик регулируемого параметра, первые выходы которых подключ ены к входам элемента несовпадени , последовательно со&диненные первый элемент ИЛИ и элемент задержк, первый интегратор, счетный вход которого подключен к выходу элемента задержки, элемент вьщелени  нулевого значени  первого интегратора, подключенный к выходам этого интегратора , блок выбора направлени  счетных импульсов , блок установки знака первого интегратора, первый и второй элементьг совпадени , соединенные входами соответственно с первыми и вторь1ми выходами блока выбора направлени  счетных импульсов, вторыми - с выходом элемента вьщелени  нулевого значени  первого интегратора, а выжды первого и второго элемента совпадени  соединены соответственно с первым и вторым входом блока установки знака первого интегратора, генератор импульсов, соединенный со счетчиком импульсов, каждый разр д которого подключен к второму элементу ИЛИ через элемент И, второй вход которого подключен к соответствующим выходам разр дов первого интегратора, второй интегратор, подключенный через исполнительное устройство к датчику регулируемого параметра , отличающа с  тем, что, с целью расширени  области применени  и повышени  качества регулировани , она содерхсит третий и четвертый элементы совпадени , элемент вьщелени  нулевого значени  второго интегратора, блок выбора режимов работы и установки знака второго интегратора, третий элемент ИДИ и блок формировани  счетных импульсов, первый и второй входы которого подключены к выходам элемента несовпадени , третий и четвертый - к дополнительным (знаковым) выходам программного бпока и датчика регулируемого параметра , а два выхода подключены к двум входам блока выбора направлени  счетных импульсов и двум входам первого элемента ИЛИ, соединенного с третьими входами первого и второго элементов совпадени , третий элемент ИЛИ подключен первым входом к выходу элемента выделени  нулевого значени  первого

   интегратора, a выходом - к управл ющему входу первого интегратора, третий и четвертый элементы совпадени , подключены первыми входами соответственно к первому и второму выходам блока выбора направлени Я счетных импульсов, вторыми входами - соответственно .к первому и второму выходам блока установки знака первого интегратора, а выходами собтветственнэ к второму и третье {у входам третьего элемента ИЛИ,, первый и второй выходы блока выбора режимов работы и

   673986

   установки знака ёГербгб интегра тора пой- ключены к управл ющему и счетному входам второго HHTerpatopa, третий выход к исполнительному устройству, а входы к первому выходу блока выбора направлени  счетных ймпуЛБСов, к пербому выходу блока установки первого интегратора , к выходам первого и второго элементов ИЛИ, и к выходу элемента вьшелени  нулевого значени  второго интетт атора , подключенного к вьЬсодам разр дов второго интегратора.

   Фиг.З