SU723508A1 - Цифрова след ща система - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  с исполь зованием цифровых вычислительных уст ройств. Цифрова  след ща  система предназначена дл  дистанционного сле жени  за углом поворота объекта вокруг его оси. Известны цифровые след щие системы , содержащие преобразователи углов поворота задающей и принимающей осей (валов) в код (преобразователи уго код ), дискретное сравнивакщее устройство , преобразователь кода угла рассогласовани  в аналоговые сигналы , усилитель и привод-двигатель с нагрузкой 1. Недостаток таких след щих системповышенное врем  отработки заданного угла рассогласовани  при различных скорост х задающей оси, т.е. низкое быстродействие. Известна цифрова  след ща  система комбинированного регулировани , содержаща  последовательно соединенные преобразовательно-усилительное устройство, исполнительный двигатель преобразователь угол-код принима ющей оси и дискретное сравнивающее устройство, второй вход которого подключен к преобразователю уголкод задающей оси, а пр мые и инверсные выходы к соответствующим входам преобразовател  кода, а также цифровой дифференциатор 2. Однако в этой цифровой след щей системе врем  отработки заданного рассогласовани  задающей и принимающей осей не достигает минимально возможного значени , если скорость вращени  за относительно малое врем  достигает максимального, (ограниченного ) значени , т.е. быстродействие не достигает наиболее высокого значени . Действительно, в начальный момент времени, после задани  угла рассогласовани  задающей и принимающей осей, значение угла произвольно в пределах 0°до ЗбО. Скорость вращени  ограничена максимальным значением п. Рассогласование устран етс  разгоном, реверсированием или торможением приводом приндалак цей оси в зависимости от значений угла рассогласовани , в направлении , по которому угол обработKjr минимален и не превышает 180. Если скорость вращени  задающей оси п , скорость вращени  принимающей .оси

n, то максимальное врем  отработки угла рассогласовани  в режиме разгона

Т i

113 неравенства следует, что максималь ное врем  отработки неограниченно возрастает при приближении скорости задающей оси П|. к максимальной скорост принимающей оси пд. При заданной скорости вращени  n врем  отработки может быть уменьшено засчет увеличени  максимальной скорости, вращени  принимающей оси п. Это требует установки двигател  и передаточного механизма, допускающих повышенную скорость вращени . Вес, габариты и стоимость системы возрастают. Дл  нереверсивной след щей системы при отработке рассогласовани  в режиме торможени  максимальное врем  отработки

l&O

Т м

При уменьшении скорости задани  п врем  отработки неограниченно возрастает , что может оказатьс  преп тствием дл  использовани  более простой нереверсивной системы. В этом случае врем  отработки не может быть уменьшено за счет подбора : двигател  с большей скоростью вращени .

Цель изобретени  .- повышение быстродействи , а именно - уменьшение времени отработки заданного угла рассогласовани  без увеличени  максимальной скорости вращени  принимающей оси

Дл  достижени  этой цели в цифровую след щую систему введено логическое переключающее устройство, сигнальные входы -которого подключены к выходам преобразовател  кода, управл ющие входы соединены с выходами цифрового дифференциатора, а вход подключен ко входу преобразовательно-усилительного устройства.

Кроме этого, в такой цифровой след щей системе с двум  ступен ми скорости вращени  преобразователь .кода может содержать три элемента

И-НЕ

входы первого элемента

И-НЕ подключены к инверсным входам разр дов преобразовател  кода, кроме старшего разр да, выход первого зле мента И-НЕ подключен к входам второго и третьего элементов, вторые входы которых подключены к инверсному входу старшего разр да преобразовател  кода, третий вход третьего э емен та И-НЕ соединен с инверсным входом разр да предшествующего старшему, пре образовател  кода, вьОйэды второго и третьего элементов .подключены к выходампреобразовател  кода.

На.фиг. 1 представлена схема цифро во{ лед п1ей системы; на фиг. 2 схема преобразовател  кода угла рассогласовани  в управл ющие сигналы и логического переключающего устройства на фиг.. 3 - диаграммы, отражающие зависимости сигнала рассогласовани  от угла рассогласовани .

Цифрова  след ща  система содержит преобразователи угол-код углов поворота задающей и принимающей осей Ч и , соответственно, в коды 1 и 2, дискретное сравнивающее устройство 3, преобразователь 4 кода, цифровой дифференциатор 5, преобразовательно-усилительное устройство 6, исполнительный двигатель 7 и ло . гическое переключакхдее устройство 8.

Система работает следующим образом .

Сигналы преобразователей 1 и 2 поступают на дискретное сравнивающее устройство 3, вырабатывающее код угла рассогласовани , который передаетс  на преобразователь 4 кода. Преобразователь 4 кода вырабатывает управл ющие сигналы, соответствукщие возможным дискретным значени м скорости вращени  задающей оси. Сигналы преобразовател  4 поступают на переключаемые входы 9 логического переключающего устройства 8, на управл ющие входы 10 которого поступают сигналы с выходов цифрового дифференциатора 5, В зависимости от скорости вращени  задающей оси логическое переклкзчакхцее устройство 8 передает один из сигналов преобразовател  4 кода, соответствующий текущей скорости вращени  задающей оси. Сигнал с выхода переключающего устройства В передаетс  на вход преобразовательно-усилительного устройства б, выходное напр жение которого регулирует скорость вращени  двигател  7. Двигатель отрабатывает угол рассогласовани  „

. На фиг. 2 представлена схема преобразовател  кода в управл ющие сигналы и логического переключающего устройства дл  двух ступеней скорости вращени  нереверсивной системы. Схема вырабатывает сигналы, зависи ,мость которых от угла рассогласовани 

Claims (1)

1. 0 показана на диаграммах (фиг. 3 ). Преобразователь 4 состоит из трех элементов И-НЕ 11, 12 и 13, а логическое переключающее устройство 8 - из двух элементов И-НЕ 14, 15 и элемента И 16. Входы элемента И-НЕ 11 подключены к инверсным выходам всех разр дов дискретного сравнивающего устройства 3, кроме старшего разр да. Выход элемента 11 подключен . к входам элементов и-НЕ 12 и 13, вторые входы которых подключены к инверсному выходу старшего разр да дискретнбго сравнивающего устройства 3, третий вход элемента 13 соединен с инверсным выходом предстаршего разр да дискретного срав5 кивающего устройства. Элементы 11 и 12 Вырабатывают инверсный управл ющий сигнал дл  первой ступени скорости . вращени , а элементы 11 и 13 - дл  второй ступени. Если пр мой код угла рассогласовани  во всех разр да О , т.е, инвер принимает значение нее значение , то на входах эле . а на ныхол мента 11 - сигналы , а на выход О, на выходах элементов 12 и 13 сигналы - . Это соответствует нулевому рассогласованию. Если же код угла рассогласовани  хот  бы в одном разр де принимает значение ( кроме старшего разр да), то на выхо де элемента 11 - сигнал . В это случае элемент 12 инвертирует сигнал старшего разр да кода. Так как старший разр д кода измен ет свое значение при углерассогласовани  180®, то при угле рассогласовани  в пределах от О до 18 О® на выходе „элемента 12 - сигнал 0 а при угле рассог ласовани  в пределах 180-ЗбО - сигн . Так как при угле рассогласо-. вани  в пределах 90-- 180® инверсное значение предстаршего разр да кода равно О, то элемент 13 вырабатывает сигнал О при угле рассогласовани  в пределах от О до 90°, а пр угле в пределах от 90 до 360 - сиг нал . Элементы 14, 15 и 16 инве тируют и логически переключают сигна лы элементов 12 и 13. Управление лог ческим переключением производитс  сигналами на входах элементов 14 и 15, подключенных к выходам цифрового дифференциатора 5. На первой ступени скорости задающей оси на входе элемента 14 сигнал , а на входе элемента 15 - О. На выходе элемен та 16 вырабатываетс  инвертированный сигнал элемента 12,зависимость которого от угла рассогласовани  показана на диаграмме 17 фиг.3.На второй ступени скорости задающей, оси на входе элемента 14 сигнал О-, а на входе элемента 15 сигнал . На выходе элемента 16 вырабатываетс  инвертированный сигнал элемента 13, зависимость которого от угла рассогласовани  имеет вид, показанный на .диаграмме 18 фиг. 3. Зависимость управл ющего сигнала от угла рассогласовани  цифровой сле д щей системы, схема которой показана на фиг. 1, измен етс  ступенчато , соответственно скорости вращени  задающэй оси. Это позвол ет Дл  каждой ступени скорости вращени  подобрать такую зависимость, котора  обеспечивает минимальное врем  отработки заданного угла рассогласовани  Требующиес  зависимости реализуютс  сортаетствующим зыполнением преобразовател  кода цифрового дифференциатора и логического переключающего устройства. В рассматриваемой системе повышение быстродействи  - уменьшение врем ни отработки заданного рассогласовани  достигаетс  без увеличени  максимальной скорости вращени , за счет усовершенсгБованиЯ: шравл ющей части системы. Так как мощность двю ател  определ етс  произведением нагрузочного момента на скорость, то не требуетс  увеличивать мощность двигател . Таким образом, при заданном времени отработки рассогласовани  применение рассматриваемой системы позвол ет использовать двигатель, а также усилитель и передаточный механизм на меньшую мощность, чем в, известной системе. Вместо, резерсивной иззестной с.истемы южет быть использована за впенна нереверсивна  система, удовггетвор юща  требовани м к быстродействию , в которой с тдественно проще усилитель и управление двигателем, так как в нереверсивной системе рассматриваемого типа врем  отработки уменьшаетс  также и в режиме торможени  . Формула изобретени  1. Цифрова  след ща  система, содержаща  последовательно соединенные преобразовательно-усилительное устройство , исполнительный двигатель, преобразователь .угол-код и дискретное сравнивающее устройство, второй вход которого подключен к преобразователю угол-кода выходы К соответствукхци .м входам преобразовател  кода г и цифровой дифферен.циаторг о т-, л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью повышени  быстродействи  системы, в нее вве.дено лог.ическое переключакхцее устройство, сигнальные входы которого подключены к выходам преобразовател  кода, управл ющие входы соединены с выхода7 5и цифрового дифференциатора, а выход подключен ко входу преобразовательно-усилительного устройства, 2 Система по п.1, о т л и ч а ющ а   с   тем, что преобразователь кода содержит три элемента И-НЕ входы первого элемента И-НЕ подключены к инверсн. входам разр дов преобразовател  кода, кроме старшего, выход первого элемента И-НЕ подключен к входам второго и третьего элементов , вторые входы которых подключены к инверсному входу старшего разр да преобразовател  кода, третий вход третьего элемента И-НЕ соединен с инверсным входом разр да, предшествующего старшему, преобразовател  кода, выходы второго и третьего элементов i-HE подключены к выходам преобразовател  кода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.След щие приводы.Под ред. Чемоданов а 5. K.f 1975, 2,Авторское свидетельство СССР № 442458, кл, G 05 В 13/02, 15-05.72.

   г-