(54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ(54) PROGRAM MANAGEMENT SYSTEM
. - , - Г , . ,; ; Изобретение, относитс к системам программного управлени и может быт использовано, например, в системах управлени электроприводами роботов манипул торов, а также в системах автоматического управлени , примен мых в самых различных област х промышленности .6 Известна цифрова система управлени , содержаща последовательно соединенные задающее устройство, ср нива хцее устройство (цифровой сумматор ), регистр управлени , преобразователь код-напр жени , корректи рующее устройство, усилительно-преобразовательное устройство, исполнительный двигатель, механически св занный через редуктор с кодовым .датчиком, выход которого подключен ко входу сравнивающего устройства, и блок синхронизации 1. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому в-л етс счетно-импульсна система программного -управлени ,содержаща последовательно соединенные считывающееустройство , формирователи, схему определени напр жени , реверсивный счетчик с выходами на последов-гтельно соединенные дешифратор и бло цифровой индикации и схему равно- ; значности, котора соединена с дами устройства ввода, схема равнозйачности соединена с последовательно подключенными блоком управлени приводом подач, схемой изменени коэффициента пересчета счетчика, счетчиком фиксированного числа импульсов , триггером со счетным входом/ логической схемой переполюсовкн, а также последовательную цепочку из триггера, ста.ртстопного генератора, схемы И, схемы ИЛИ и дифференцирующую цепь, выходом соединенную с триггером ,2. Недостатком известных устройств вл етс невысокое быстродействие и возможность перерегулировани ..Это объ сн етс .тем, что к исполнительному двигателю прикладываетс напр жение , завис щее от величины рассогласовани . Цель изобретени - повышение точности системы. Поставленна цель достигаетс тем, что в систему программного управлени , содержащую блок сравнени , первый вход .которого соеди.нен с первым выходом программнозадающего блока, блок управлени след щим приводом, датчик-, положени , формирователь импульса и реверсивный счетчик, первый выход которого соединение первым входом первого . эле11 ;ента ИЛИ, а первый и второй входы - с выходами соответственно перв го и второго элемента И, подключен . ных первыми входами к соответствующим выходам триггера, введены блок, пам ти, третий элемент И и последоаатвльно соединенные четвертый элеjMSHT И, регистр, компаратор, второ элемент ИЛИ и генератор импульсов, выход которого подключен ко вторым входам первого и второго элементов И, а второй вход через первый элемент ИЛИ - к Первому входу третьего элемента И и ко второму выходу ре- версивного счетчика, соединенного третьим выходом через блок пам ти с первым входом блока управлени след щим приводом, а первым выходом через формирователь импульса - с пе вым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом датчика положени и со вторым входом блока сравнени , подключенно го выходом ко второму входу компара тора и к первому входу тертьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом блока управлени С2лед 1дим приводом, а второй выход программно-задающего блока и выход компаратора соединены с соответству щими входами триггера. На чертеже представлена блок-схе ма системы.. Система включает программно-зада щий блок 1, блок 2 сравнени , четвертый элемент И 3, регистр (пути раз гона) 4, компаратор 5, третий элемент И 6, формирователь 7 импуль са, второй элемент ИЛИ 8, блок 9 сравнени , бло; 10 пам ти, реверсив ный счетчик llj первый элемент ИЛИ 12, датчик 13 скорости, усилитель 14 мощности, первый и второй элементы И 15 и 16, генератор 17 импул сов, исполнительный двигатель 18, триггер,: 19, нагрузку 20, датчик 21 положени и блок 22 управлени след щим приводом. Программно-задающий блок 1 задае величину и направление требуемого п ремещени нагрузки в виде двоичного кода и формирует сигналы управлени триггером 19 и генератором 17. Блок 2 сравнивает величину требуемого перемещени с величиной действитель ного положени нагрузки 20, поступающего с выхода датчика 21,т выдает на выход величину разности. Элемент И 3 управл ет регистром 4, в котором хранитс код пути разгона . Компаратор 5 сравнивает величины рассогласовани и пути разгона. Элемент И б управл ет блоком 9 переключает систему с одного режиа работы на другой (с режима оптиального быстродействи на режим стабилизации). Формирователь 7 формирует импульс разрешени на запись в регистр 4.,Элементы ИЛИ 8 и 12 правл ют генератором 17. Блок 9 сравнивает желаемое значение скорости с действительным и выдает.значение их разности на усилитель 14. В блоке 10 хранитс закон оптимального изменени скорости. Счетчик 11 обеспечивает управление блоком 10 пам ти, генератором 17 и элементами И 3„ и 6. Элементы И 15 и 16, генератор 17, триггер 19 управл ют счетчиком 11.. Система работает следующим образом. В начальный момент на первом выходе блока 1 по вл етс код требуемого перемещени , поступивший на блок 2, а по сигналу с его второго выхода осуществл етс установка в 1 триггера 19 и через элемент ИЛИ 8 запускаетс генератор 17..Одновременно на блок 9 сравнени через элемент И 6 поступает сигнал ошибки, знак которого запоминаетс . При этом импульсы с выхода генератора 17 поступают через элемент И 15 на суммирующий вход счетчика 11, который начинает счет вверх, первым импульсом закрывает элемент И 6 и осуществл ет дискретную выборку содержимого блока 10 со скоростью, определ емой частотой генератора 17. Система начинает разгон по заданному закону изменени скорости и в момент достихсени рчетчиком 11 верхней гра- ницы происходит отключение генератора 17 (по сигналу с выхода элемента ИЛИ 12), запись в регистр 4 значени пути разгона и переход системы на режим движени с посто нной скоростью;. По мере отработки системой величины заданного перемещени величина ошибки на выходе блока 2 уменьшаетс . При равенстве оставшегос пути перемещени значению пути разгона, которое хранитс в регистре 4, на выходе компаратора 5 по вл етс сигнал, устанавливающий триггер 19 в О и через элемент ИЛИ 8 запускающий гене-; ратор 17. При этом импульсы с выхода генератора 17 поступают через элемент И 16 на вычитающий вход счетчика 11. Содержимое счетчика умещаетс и из блока 10 происходит дискретна выборка значений скорости, соответствующих оптимальному закону торможени (в обратном пор дке по сравнению с режимом разгона). В момент достижени нижней границы счетчика по вл етс сигнал на его втором выходе, который через элемент ИЛИ 12 отключает генератор 17 и открывает элемент И 6. Система .переходит на режим стабилизации. При этом работает контур регулировани по положению и скорости. .. -, - G,. ,; ; The invention relates to software control systems and can be used, for example, in electric drive control systems of manipulator robots, as well as in automatic control systems used in various industrial areas. 6 A known digital control system comprising cp niva hcde device (digital adder), control register, code-voltage converter, correction device, amplifying-converting device, execute The motor is mechanically connected through a reducer to a coded sensor, the output of which is connected to the input of the comparing device, and a synchronization unit 1. The closest technical solution to the proposed program is a software-control system containing series-connected reading device, drivers , a voltage detection circuit, a reversible counter with outputs to a serially connected decoder and a digital display indicator and an equal circuit; value, which is connected to the input device dam, the scheme of equalization is connected to the feed drive control unit connected in series, the counter conversion rate change circuit, a fixed number of pulses counter, a trigger with a counter input / logic circuit reversal, as well as a sequential chain of a trigger, old stop. generator, AND circuit, OR circuit and differentiating circuit, output connected to the trigger, 2. A disadvantage of the known devices is the low speed and the possibility of overshoot. This is due to the fact that a voltage is applied to the executive motor, depending on the magnitude of the error. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the system. The goal is achieved by the fact that in a software control system containing a comparison unit, the first input of which is connected to the first output of the program-generating unit, the follower drive control unit, sensor- position, pulse shaper and reversible counter, the first output of which is the first connection the entrance of the first. Element; ENTOR, and the first and second inputs - with the outputs of the first and second element AND, respectively, connected. The first inputs to the corresponding trigger outputs are entered into a block, memory, the third AND element and subsequently connected fourth jMSHT AND, register, comparator, the second OR element and the pulse generator, the output of which is connected to the second inputs of the first and second And elements, and the second input through the first element OR to the first input of the third element AND and to the second output of a reverse counter connected to the third output through the memory unit with the first input of the follower drive control unit, and the first output through the impulse driver vs - with the fourth input of the fourth element I, the second input of which is connected to the output of the position sensor and to the second input of the comparison unit connected by the output to the second input of the comparator and to the first input of the third element And whose output is connected to the second input of the control unit C2g The drive is 1dim, and the second output of the software-driver unit and the output of the comparator are connected to the corresponding trigger inputs. The drawing shows a block diagram of the system. The system includes a software block 1, a comparison block 2, a fourth element AND 3, a register (path) 4, a comparator 5, a third element AND 6, a pulse former 7, a second the element OR 8, block 9 comparison, blo; 10 memory, reversible counter llj first element OR 12, speed sensor 13, power amplifier 14, first and second elements 15 and 16, generator 17 pulses, executive motor 18, trigger: 19, load 20, position sensor 21 and a follower drive control unit 22. The software driver unit 1 sets the value and direction of the required load transfer p as a binary code and generates control signals for the trigger 19 and generator 17. Unit 2 compares the value of the required movement with the actual position of the load 20 coming from the output of the sensor 21, t issues output difference value. Item 3 controls register 4, in which the code for the overclocking path is stored. Comparator 5 compares mismatch values and acceleration paths. Element A and B controls unit 9 switches the system from one operation mode to another (from the optical speed mode to the stabilization mode). The shaper 7 generates a resolution pulse for writing to the register 4. The elements OR 8 and 12 are controlled by the generator 17. Block 9 compares the desired speed value with the actual one and outputs the value of their difference to amplifier 14. Block 10 stores the law of optimal speed variation. The counter 11 provides control of the memory block 10, the generator 17 and the elements AND 3 and 6. Elements 15 and 16, the generator 17, the trigger 19 controls the counter 11 .. The system works as follows. At the initial moment on the first output of block 1, the required movement code arrives at block 2, and the signal from its second output is set to 1 trigger 19 and through generator OR 8, generator 17 is started. At the same time, block 9 compare through Element 6 receives an error signal, the sign of which is memorized. In this case, the pulses from the generator 17 output go through the element 15 to the summing input of counter 11, which starts counting up, closes the element 6 with the first pulse and performs a discrete sampling of the contents of block 10 at a speed determined by the frequency of the generator 17. given a change in speed and when the upper limit is reached by the upper limit 11, the generator 17 is turned off (by the signal from the output of the element OR 12), the value of the acceleration path is written to the register 4 and the system switches to the constant velocity ;. As the system adjusts the magnitude of a given displacement, the magnitude of the error at the output of block 2 decreases. If the remaining path of movement is equal to the value of the acceleration path, which is stored in register 4, a signal appears at the output of comparator 5, which sets the trigger 19 to O and, through the element OR 8, the trigger gene; Rotor 17. At the same time, pulses from the output of generator 17 are fed through element 16 to the subtractive input of counter 11. The contents of the counter fit and from block 10 a discrete sampling of speed values corresponding to the optimal deceleration law occurs (in reverse order compared to the acceleration mode). At the moment when the lower limit of the counter is reached, a signal appears at its second output, which, through the OR element 12, switches off the generator 17 and opens the AND 6 element. The system switches to the stabilization mode. At the same time, the control loop for position and speed is working. .
В предлагаемой системе разгон и торможение осуществл етс по заранее рассчитанному оптимальному закону , хран щемус в блоке-пам ти. Это позвол ет реализовать практически любые законы оптимального управлени , в. том числе учитывающие ограничени на высшие производные. Система обеспечивае-1 монотонные и быстродёйствуккцие переходные процессы. Ее применение в системах управлени пропанленными роботами повысит производительность обслуживающего оборудовани и уменьшит динамические усили на элементы конструкции робота (за . счет ограничений на высшие производные ) , Последнее приводит к увеличению долговечности роботов, уменьшит их вес и габариты.In the proposed system, acceleration and deceleration is carried out according to a pre-calculated optimal law stored in the memory block. This allows to implement almost any laws of optimal control, c. including restrictions on higher derivatives. The system provides 1 monotonous and fast transient processes. Its use in propane robots control systems will increase the performance of the service equipment and reduce the dynamic forces on the robot's structural elements (due to restrictions on higher derivatives), the latter leads to an increase in the durability of robots, reduce their weight and size.