SU762025A1 - МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА " ......... ''1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления объектами для связи цифровой управляющей машины с 5 исполнительным устройством.

Известен многоканальный преобразователь кода в угловое перемещение, содержащий буферное запоминающее устройство, число-импульсный преобразо- К ватель, фазовые коммутаторы, усилители, шаговые двигатели, дешифраторы и коммутаторы каналов вывода [Г] .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальный преобразователь кода в угловое перемещение, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, формирователь последовательности импульсов, триггер 2С и формирователь адреса каналов, выход которого соединен со входами запоминающего устройства и дешифратора, выход которого соединен со входом 'формирователя последовательности импуль-?5 сов и первым входом коммутатора каналов, выходы которого через фазовые коммутаторы и усилители соединены с фазовыми обмотками шаговых двигателей, и число-импульсный преобразова- зо

2

тель, вход и первый выход которого соединен с запоминающим устройством, другие входы запоминающего устройства соединены с выходами формирователя последовательности импульсов и триггера.

Работа этого преобразователя заключается в циклическом последовательном опросе ячеек буферного запоминающего устройства, хранящих коды приращений углов поворота в каждом канале, в анализе, модификации на единицу содержимого ячеек памяти в число-импульсном преобразователе, выводе единичного приращения через соответствующие фазовые коммутаторы и усилители на фазовые обмотки шагового двигателя и записи модифицированной величины приращения в те же ячейки [23 .

Недостатками этого преобразователя являются отсутствие обратной связи по положению вала шагового двигателя, из-за чего невозможно автоматически установить и зафиксировать в начальном положении вал шагового двигателя, в результате чего, при потере шага в ходе отработки шаговым двигателем предыдущей величины, может'произойти накапливание ошибки при выводе

³ 762025

10

-15

последующих величин, что приводит к низкой точности преобразования, изза отсутствия возможности управления вращения шагового двигателя, нельзя выводить вал шагового ^ДЖ’гатё'йЙ‘^стВ'"^:расчётн0ё' пдл0жёниё“по' ' кратчайшему пути, что снижает быстродействие преобразователя.

Цель настоящего изобретения - повы шение точности и быстродействияпреобразователя.........

Цель достигается тем, что в многоканальный преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно соединенные ге нератор тактовых импульсов/ формирователь последовательности импульсов, триггер, формиро вательадреса каналов, выход которого

‘ соединен со' входами запоминающе го ус т.....ройства и дешифратора , выход которого соединен со" входом "формЙ^вётёля "последовательности 'импульсов й первым входом коммутатора каналов, выхода которогочерез фазовые коммутаторы и усилители соединены с шаговыми двигателями, и число-импульсный преобразователь; вход и первый выход которого соединен с запоминающим устройством, другие входы запоминающего устройства соединены с выходами формирователя последовательности импульсов и триггера, введены анализатор знака приращения, формирователь сигналов начальной установки, формирователь ) сигналов приращения, блок совпадения «““^“^ЦётЩйк •'начального положения вала, первый выход анализатора знака при"·ращения соединен с соответствующим входом запоминающего устройства, второй выход с первым входом формирователя сигнала приращения, а вход с ------' выходом запоминающего устройства,' первый вход формирователя сигналов начальной установки соединён с выхо- дом блока совпадения, который соединен со вторым входом коммутатора каналов, второй вход формйроватёля сигналов начальной установки соединен с выходом запоминающего устройства,, а соответствующие выходы формирователя сигналов начальной установки, соединены с соответствующим входом запоминающего устройства, с третьим¹ входом коммутатора каналов и со вторым входом формирователя сигналов >приращения, третий вход которого соединен с выходом число-импульсного преобразователя, а выходы которого соединены с четвертым и пятым входами коммутатора каналов, соответственно, датчики начального положения кйнемати чёски соединены с шаговыми двигателями, выходы которых соединены с соответствующими входами блока совпадения один из входов которого соединен с вы

' . ходом дешифратора.-—- ю--.....·

На чертеже представлена блок-схема многоканального преобразователя ко

да в угол поворота, вала. /-/:-:7/-.

20

25

30

35

40

45

50

55

• 60

Преобразователь содержит последовательно соединенные генератор 1 тактовых импульсов , формирователь 2 последовательности импульсов/ триггер 3, формирователь 4 адреса каналов, выход которого подключен ко входам, запоминающего устройства 5 и дешифратора 6. Выходы дешифратора 6 соединены со входами формирователя 2 последовательности импульсов и коммутатора 7 каналов, выходы которого через фазовые коммутаторы 8 и усилители 9 соединены с фазовыми обмотками шаговых двигателей 10. Выход формирователя 2 последовательности импульсов и триггера 3 подключен также ко входам запоминающего устройства 5, другие входы и выходы которого подключены к число-импульсному преобразователю 11, осуществляющего преобразование 'параллельного кода в последовательность импульсов, анализатору

12 знака приращения и формирователю

13 сигналов начальной установки, вырабатывающему единичные импульсы при наличии признака начальной установки в соответствующей ячейке памяти. Выходы формирователя 13 подключены к коммутатору 7 каналов и к формирователю 14 сигналов приращения, формирующего импульсы положительных или отрицательных единичных приращений в' зависимости от знака на выходе анализатора 12 знака приращений и наличия единичного импульса из числоимпульсного преобразователя 11. Выходы анализатора 12 знака приращения и. число-импульсного преобразователя 11 подключены к формирователю 14 сигна лов 'приращения , выходы которого подключены к коммутатору 7 каналов. Первые входы блока совпадения 15 соединены с выходами дешифратора 6, а другие — с выходами датчиков 16 начального положения, установленных на валу шаговых двигателей 10. Выходы блока совпадения 15 соединены со входами формирователя.13 сигналов начальной

установки.

Преобразователь работает следующим образом. ----Тактовые импульсы, формируемые генератором 1 с частотой, равной предельно допустимой частоте управляющих импульсов шаговых двигателей 10, запускают в формирователь 2, который вырабатывает последовательность импульсов. Количество импульсов в каждой последовательности равно 2п, где п - число исполнительных шаговых двигателей 10. Выходные импульсы формирователя. 2 поступают на вход запоминающего устройства (ЗУ) 5 и на счетный вход триггера 3, устанавливая его поочереднов положения, соответстующие опер’ёДйо в положения, соответствующие режимам работы ЗУ 5 - "Чтение" или "Запись". Каждым нечетным импульсом последовательности триггер 3 устанав'ζ Л ·: гл

762025

«ливается в .положение, при котором ЗУ '5 находится в режиме "Чтение" каждым четным — в положение, при котором ЗУ 5 находится в режиме "Запись". Каждому каналу вывода преобразователя соответствует ячейка памяти в ЗУ 5. В соответствующие разряды этих ячеек из ЦВМ могут быть занесены коды знака величины приращения , самой величины приращения и признака начальной установки вала шагового двигателя 10. Знак , величины приращения для каждого шагового двигателя 10 формируется с ЦВМ с учетом кратчайшего пути установки вала шагового двигателя в рабочую точку относительно текущего положения.

В режиме "Чтение" на ЗУ 5 произво- 15 дится считывание содержимого ячейки (знака и величины приращения угла поворота) по адресу, код которого поступает в ЗУ 5, с выхода формирователя 4 адреса каналов. Двоичный код знака 20 приращения поступает на анализатор 7 12 знака приращения, а двоичный код величины приращения угла на вход число-импульсного преобразователя 11. На выходе анализатор 12 знака приращения ус после анализа кода знака вырабатывается сигнал с положительным Потенциалом, если величина приращения

положительная, или сигнал с отрицательным потенциалом, если ве- __ личина приращения отрицательная. Число-импульсный преобразователь 11 анализирует значение величины прира-. щения и, если она не равна нулю, формирует на своем импульсном выходе' импульс единичного приращения, одно- ·” временно вычитая единицу из значения величины приращения. Импульс единич-. ного приращения поступает на импульсный вход формирователя 14 сигналов . приращения, который по сигналу знака. 40 величины приращения с выхода анализатора 12 формирует на своих выходах соответственно импульс положительного или отрицательного ёдиничного приращения . Дешифратор 6 по коду адреса канала вывода, сформированному формирователем 4 адреса каналов, управляет коммутатором 7 каналов.

Импульс положительного или отрица- ед тельного единичного приращения с соответствующего выхода формирователя 14 сигналов приращения через коммутатор 7 каналов поступает соответственно на положительный или отрицательный вход фазового коммутатора 8 того канала вывода, адрес которого установлен на формирователе 4 адреса канала, фазовый коммутатор 8 через усилители 9 производит коммутацию фазовых обмоток соответствующего шагового двига- 60 теля 10 в последовательности, которая определяется знаком единичного приращения. Данный шаговый двигатель ,10 начинает при этом отработку единичного приращения угла поворота ва-.

«ла по часовой или против часовой ’стрелки.

Следующим, четным по номеру импульсом с выхода формирователя 2 производится установка триггера 3 в положение, при котором ЗУ 5 переходит в режим "Запись", после чего осуществляется^запись кода знака приращения с выхода анализатора 12й уменьшенного на единицу значения величины приращения, поступающего с выхода числоимпульсного преобразователя 11 по тому же адресу, код которого сохранился на выходе формирователя 4 адреса каналов.·

Очевидным, нечетным, по номеру импульсом с выхода формирователя 2 производится установка триггера 3 в положение, при котором ЗУ 5 переносит в режим "Чтение", а в формирователе 4 адреса каналов производится прира щение адреса каналов вывода на единицу. Процесс вывода положительного или отрицательного единичного приращения повторяется для следующего по порядку адреса канала вывода. Далее, таким же образом, осуществляется вывод единичного приращения ао все остальные каналы.

Последним импульсом последовательности с выхода формирователя 2, четным по порядковому номеру, осуществляется запуск ЗУ 5 на запись знака величины и уменьшенной на единицу самой величины приращения для последнего канала вывода. При этом, сигнал с выхода дешифратора 6, соответствующий адресу последнего канала вывода, поступая на вход формирователя 2, блокирует его. Следующая последовательность выходных импульсов формирователя 2 вырабатывается с приходом очередного импульса тактового генератора 1.

Таким образом, по каждому импульсу генератора 1 производится вывод единичного приращения последовательно во все каналы вывода/ чем обеспечивается одновременная отработка приращений угла поворота всеми исполнительными шаговыми двигателями 10. Для установки шагового двигателя 10 любо го канала вывода в начальное положение в определенный разряд ячейки ЗУ 5, соответствующей адресу данного канала, заносится признак начальной установки. Этот признак начальной установки при очередном цикле вывода в режиме "Чтение" из ЗУ 5 по адресу данного канала считывается в формирователь 13 сигналов начальной установки. При наличии этого признака формирователь 13 запускается и вырабатывает на одном выходе потенциал, блокирующий выходы формирователя 14 сигналов приращения, а на другом — единичный импульс начальной установки. Импульс начальной установки через коммутатор 7 каналов поступает на фазовый комму-.·Γ·

762025

татор 8 того канала вывода, адрес которого установлен на формирователе 4 адреса каналов. Фазовый коммутатор 8 через усилители 9 осуществляет коммутацию фазовых обмоток соответствующего шагового двигателя 10, который производит отработку единичного при- 5 ращения угла поворота вала с установлён'нйм на нем датчиком начального положения 16.

Следующим, четным, по номеру, импульсом с выхода формирователя 2 триг-|10 гер 3 переводит ЗУ 5 в режим "Запись", которое осуществляет перезапись признака установки в начальное положение по тому же адресу, код которого сохранился на выходе формирователя 4 15

адреса каналов, блокировку выходов формирователя 13 сигналов начальной установки, что влечет за собой разблокировку выходов формирователя 14 сигналов приращения. Процесс вывода 20 для следующего по порядку адреса канала вывода осуществляется в зависимости от наличия или отсутствия признака начальной установки в соответствующей ячейке ЗУ 5. Если признак начальной установки есть, то вывод единичного импульса начальной установки происходит аналогично выводу в предыдущий канал. Если признака начальной установки нет, то осуществляется вывод положительного или отри- 30 дательного единичного приращения обычным порядком.

Далее, таким же образом, осуществляется вывод единичного приращения во все остальные каналы. 35

При установке шагового двигателя 10 данного канала вывода в начальное положение циклы вывода единичных им- > пульсов начальной установки повторяются до тех пор, пока с датчика 16 дд начального положения, установленного на валу данного шагового двигателя 10, на блок совпадения 15 не поступит сигнал об установке шагового двигателя в начальное положение.

В очередном цикле вывода из ЗУ 5 **

по адресу данного канала в результате совпадения сигналов с датчика 16 и е дешифратора 6 по схеме совпадения 15 выход схемы 15 блокирует прохождение импульса начальной установки че- 50 рез коммутатор 7 каналов, и шаговый двигатель остается в начальном положении. Сигнал с выхода блока совпадения 15 поступая на формирователь 13 сигнала начальной установки, сбрасыва- 55 ет считанный из ЗУ 5 признак начальной установки. При этом в режиме "Запись" в ЗУ 5 стирается признак начальной установки в соответствующем разряде ячейки памяти по адресу данного канала. В последующих циклах вывода при чтений из ЗУ 5 в соответствующей ячейке признак начальной установки будет отсутствовать и шаговый двигатель 10 данного канала остается зафиксированным в начальном положении •до занесения в эту ячейку памяти следующей величины приращения соответствующего знака.

Возможность установить шаговый двигатель в начальное положение перед выводом очередной величины исключает наложение на нее погрешности, возникшей от потери шага при отработке шаговым двигателем предыдущей величины, а также накапливание погрешности при выводе последующих величин, что повышает точность преобразователя.

Наличие управления направлением вращения шагового двигателя дает возможность осуществлять вывод величин в расчетное положение по кратчайшему пути, что повышает быстродействие преобразователя.

Таким образом, введение в многоканальный преобразователь кода в угловое перемещение анализатора знака приращения, формирователя сигналов начальной установки, блока совпадения формирователя сигналов приращения и связей между известными и новыми блоками обеспечивает по сравнению с известным повышение точности и быстродействия преобразования.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Многоканальный преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно соединенные генератор тактойых импульсов, формирователь последовательности импульсов, триггер, формирователь адреса каналов, выход которого соединен со входами запоминающего устройства и дешифратора, выход которого соединен со входом формирователя последовательности импульсов и первым входом коммутатора каналов, выходы которого через фазовые коммутаторы и усилители соединены с шаговыми двигателями, и число-импульсный преобразователь, вход и первый выход которого соединен с запоминающим устройством, другие входы запоминающего устройства соединены с выходами формирователя последовательности импульсов и триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразователя, в него введены анализатор знака приращения, формирователь сигналов начальной установки, формирователь сигналов приращения, блок совпадения и датчик начального положения вала, первый выход анализатора знака приращения соединен с соответствующим входом запоминающего устройства, второй выход с первым входом формирователя сигнала приращения, а вход с выходом запоминающего устройства, первый вход формирователя сигналов начальной установки соединен с выходом блока совпадения,

   762025

   10

   который соединен со вторым входом коммутатора каналов, второй вход формирователя сигналов начальной установки соединен с выходом запоминающего устройства, а соответствующие выходы формирователя сигналов начальной установки соединены с соответствующим входом запоминающего устройства, с третьим входом коммутатора каналов и со вторым входом формирователя сигналов приращения, третий вход которого соединен с выходом число-импульсного преобразователя, а выходы которого соединены с четвертым и пятым входами коммутатора каналов, соответственно, датчики начального положения кинематически соединены с шаговыми двигателями, выходы которых соединены с соответствующими входами блока совпадения, один из входов которого сое' динен с выходом дешифратора.