SU840795A1 - Цифрова след ща система - Google Patents

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для использования в информационно-измерительных системах в качестве регистрирующего, а в системах 5 автоматического управления в качестве управляющего и регулирующего устройства.

Известна цифровая следящая система, содержащая поразрядное кодовое ·θ сравнивающее устройство, сравнивающее коды приемного регистра и преобразователя угол-код и дающее информацию о разности через триггер запоминания знака разности кодов и триггер за- 15 пуска на усилитель и двигатель, с валом которого связан тахогенератор, служащий вместе с усилителем постоянного тока для введения скоростной обратной связи. Сигнал управления 20 скоростью отработки вырабатывается триггером управления, подключающим обратную связь по скорости через ключ. Устройство управления логикой работы системы сотоит из генератора 25 импульсов и распределения [1].

Недостатками данной системы являются сложность, обусловленная наличием поразрядного, разнесенного во ¹ времени устройства сравнения кодов, тахогенератора, усилителя тока и системы управления подключения обратной связи по· скорости в зависимости от величины рассогласования; низкие динамические характеристики, обусловленные дополнительным моментом инерции на валу двигателя, вносимом тахогенератором*, низкая точность, обусловленная наличием усилителя постоянного тока, построенного по схеме с непосредственными связями, которые можно заменить МДМ усилителем, при этом ухудшаются динамические характеристики системы; низкая метрологическая надежность, связанная с использованием распределения последовательного типа в устройстве сравнения кодов и триггеров знака, сильно подверженных влиянию импульсных помех.'

Наиболее близким к предлагаемой по технической сущности является цифровая следящая система, содержащая последовательно соединенные входной регистр, кодовое сравнивающее устройство, преобразователь код-длительность импульса, выходом соединенного с информационным входом D-триггера, выход которого· и выход знака кодового сравнивающего устройства соедине.ны со входами сумматора по модулю два, выход которого подключен ко вхо-> ду блока управления, выходом соединенного с обмоткой управления двигателя, вал которого кинематически связан с преобразователем перемещениекод, разрядные выходы которого соединены со входами кодового сравнивающего устройства, а выход младшего разряда соединен также с тактовым входом преобразователя код-длительность импульса и с тактовым входом 0-триггера [2].

Однако в известном устройстве невозможно устранение динамической погрешности при линейной скорости изменения входного кода во время отработки рассогласования входного и компенсирующего кодов, что ограничивает также область его использования.

Цель изобретения — повышение динамической точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровую следящую систему, содержащую блок управления, соединенный выходом через двигатель со входом преобразователя аналог-код, выхс^цы которого подключены к первым входам первого блока сравнения, подсоединенного вторыми входами к выходам регистра, а первыми выходами — к первым входам преобразователя код-временной интервал, выход которого подключен к первому входу триггера, введены генератор импульсов, элемент И-ИЛИ и последовательно включенные первый буферный блок памяти, второй блок сравнения, элемент ИЛИ, формирователь команд, второй буферный блок памяти и умножитель частоты, соединенный вторым входом с выходом генератора импульсов, а выходом — со вторым входом преобразователя кодвременной интервал, третий вход которого подключен ко второму выходу формирователя команд, подсоединенного третьим выходом ко второму входу первого буферного блока памяти, а четвертым 'выходом — ко второму входу триггера, соединенного соответственно прямым и инверсным выходами с первым и вторым входами элемента И-ИЛИ, подключенного третьим входом ко второму выходу первого блока сравнения, выходом.— ко входу блока управления, а четвертым входом — ко второму выходу второго блока сравнения, соединенного вторыми входами с первыми выходами первого блока сравнения, а первыми выходами — со вторыми входами второго буферного блока памяти.

На чертеже приведена схема устройства .

Цифровая следящая система включает в себя регистр 1, первый блок 2 сравнения преобразователь 3 код-временной интервал, первый буферный блок 4 памяти, второй блок 5 сравнения, второй буферный блок 6 памяти, генератор 7 импульсов, умножитель 8 частоты, элемент ИЛИ 9, формирователь 10 команд, триггер 11, элемент И-ИЛИ 12, блок 13 управления, двигатель 14, преобразователь 15 аналог-код.

Система работает следующим образом.

При возникновении рассогласования входного и компенсирующего кодов и при линейной скорости изменения входного кода, преобразователь З_л тактируемый импульсами, частота следования которых с умножителя 8 частоты превышает опорную частоту с генератора 7 в число раз, соответствующее коду скорости изменения входного кода, формирует импульс длительности, который соответствует такой скорости движения динамической части системы, при которой с предыдущего рассогла- сования торможением можно привести систему в нулевое рассогласование с нулевой относительной скоростью, которая определяется как разность скоростей каретки с изменения входного кода.

Код рассогласования входного и компенсирующего кодов ,образующийся на выходе первого сравнивающего блока 2, поступает на вход первого буферного блока 4 памяти, на вход преобразователя 3 код-временной интервал и на соответствующие входы второго блока 5 сравнения, и при наличии не нулевого кода разности на выходе второго блока 5 сравнения на выходе элемента ИЛИ 9 появляется сигнал, запускающий формирователь 10 команд, который в первом такте своей работы формирует сигнал записи, поступающий на второй вход триггера 11.

На выход триггера 11 переписывается логический О, поступающий с выхода преобразователя 3 код-временной интервал, если длительность этого импульса больше чем длительность изменения младшего разряда кода с преобразователя 15 аналог-код и, следова- тельно, скорость движения динамической части выше, чем допустимо, и момент на валу должен влиять на кинетическую схему согласно знаку рассогласования.

Если же длительность формируемого импульса больше, то' переписывается 1 и включается реверс двигателя. Во втором также формирователь 10 команд формирует сигнал записи кода скорости изменения входного кода во второй буферный блок 6 памяти. Этот код является множителем опорной частоты с генератора импульсов.

В этом же такте формирователь 10 команд вновь запускает преобразователь код-временной интервал 3, после чего формирует сигнал записи кода, рассогласования входного и компенсирующего кодов в первый буферный блок , 4 памяти. Используя сигналы с прямого и инверсного выходов триггера 11 и s

сигналы знака разности обоих сравнивающих устройств элемент И-ИЛИ 12 формирует сигнал, поступающий на вход управления реверсом двигателя блока управления.

Такое построение устройства дает возможность существенно снизить динамические погрешности, регистрации, что позволяет использовать регистры на основе данной системы в хроматографической аппаратуре, где величина погрешности — наиболее важный показатель. В экспериментальных образцах получено снижение динамической по-, грешности на синусоидальном входном воздействии 2 Гц до единицы младшего разряда маски (0,1%) с 3,2% у вестного при существенно меньшей личине пиков.

из — ве-

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к информационно-измерите .пьной технике и предназначено дл  использовани  в информ ционно-измерительны системах в качестве регистрирующего, а в системах автоматического управлени  в качеств управл ющего и регулирующего устройства . Известна цифрова  след ща  система , содержаща  поразр дное кодовое сравнивающее устройство, сравнивающе коды приемного регистра и преобразовател  угол-код и дающее информацию о разности через триггер запоминани  знака разности кодов и триггер запуска на усилитель и двигатель, с валом которого св зан тахогенератор, служащий вместе с усилителем посто н ного тока дл  введени  скоростной обратной св зи. Сигнгш управлени  скоростью отработки вырабатываетс  триггером управлени , подключающим обратную св зь по скорости через ключ. Устройство управлени  логикой работы системы сотоит из генератора импульсов и распределени  l. Недостатками данной системы  вл ютс  сложность, обусловленна  наличием поразр дного, разнесенного во времени устройства сравнени  кодов, тахогенератора, усилител  тока и системы управлени  подключени  обратной св зи по- скорости в зависимости от величины ра,ссогласовани ; низкие динамические характеристики, обусловленные дополнительным моментом инерции на валу двигател , вносимом тахогенератором , низка  точность, обусловленна  наличием усилител  посто нноро тока, построенного по схеме с непосредственными св з ми, которые можно заменить МДМ усилителем, при этом ухудшаютс  динамические характеристики системы; низка  метрологическа  надежность, св занна  с использова- нием распределени  последовательного типа в устройстве сравнени  кодов и триггеров знака, сильно подверженных вли нию импульсньис помех. Наиболее близким к предлагаемой по технической сущности  вл етс  цифрова  след ща  система, содержаща  последовательно соединенные входной регистр , кодовое сравнивающее устройство , преобразователь код-длительность импульса, выходом соединенного с информационным входом D-триггера, выход которого и выход знака кодового сравнивающего устройства соедине .ны со входами сумматора по модулю два, выход которого подключен ко BXO ду блока управлени , выходом соединенного с обмоткой управлени  двигател , вал которого кинематически св  зан с преобразователем перемещениекод , разр дные выходы которого соеди нены со входами кодового сравнивающего устройства, а выход младшего разр да соединен также с тактовым входом преобразовател  код-длительность импульса и с тактовым входом О-триггера :2. Однако в известном устройстве невозможно устранение динамической погрешности при линейной скорости изменени  входного кода во врем  отработки рассогласовани  входного и ком пенсирующего кодов, что ограничивает также область его использовани . Цель изобретени  - повышение динамической точности системы. Поставленна  цель достигаетс  тем что в цифровую след щую систему, содержащую блок управлени , соединенны выходом через двигатель со входом преобразовател  аналог-код, вых( которого подключены к первым входам первого блока сравнени , подсоединен ного вторыми входами к выходам регистра , а первыми выходами - к первым входам преобразовател  код-временной интервал, выход которого подключен к первому входу триггера, вве дены генератор импульсов, элемент И-ИЛИ и последовательно включенные первый буферный блок пам ти, второй блок сравнени , элемент ИЛИ, формиро ватель команд, второй буферный блок пам ти и умножитель частоты, соединенный вторым входом с выходом генератора импульсов, а выходом - со вторым входом преобразовател  кодвременной интервал, третий вход которого подключен ко второму выходу формировател  команд, подсоединенного третьим выходом ко второму вход первого буферного блока пам ти, а четвертым выходом - ко второму входу триггера, соединенного соответственно пр мым и инверсным выходами с пер вым и вторым входами элемента И-ИЛИ, подключенного третьим входом ко второму выходу первого блока сравнени , выходом.- ко входу блока управлени , а четвертым входом - ко второму выходу второго блока сравнени , соединенного вторыми входами с первыми выходами первого блока сравнени , а первыми выходами - со вторыми входами второго буферного блока пам ти. На чертеже приведена схема устрой ства. Цифрова  след ща  система включае в себ  регистр 1, первый блок 2 срав нени  преобразователь 3 код-временной интервал, первый буферный блок 4 пам ти, второй блок 5 сравнени , вто рой буферный блок 6 пам ти, генератор 7 импульсов, умножитель 8 частоты , элемент ИЛИ 9, формирователь 10 команд, триггер 11, элемент И-ИЛИ 12, блок 13 управлени , двигатель 14, преобразователь 15 аналог-код. Система работает следующим образом . При возникновении рассогласовани  входного и компенсирующего кодов и при линейной скорости изменени  входного кода, преобразователь Зу тактируемый импульсами, частота следовани  которых с умножител  8 частоты превышает опорную частоту с генератора 7 в число раз, соответствующее коду скорости изменени  входного кода, формирует импульс длительности, который соответствует такой скорости движени  динамической части системы, при которой с предыдущего рассогласовани  торможением можно привести систему в нулевое рассогласование с нулевой относительной скоростью, котора  определ етс  как разность скоростейкаретки с изменени  входного кода. Код рассогласовани  входного и компенсирующего кодов .образующийс  на выходе первого сравнивающего блока 2, поступает на вход первого буферного блока 4 пам ти, на вход преобразовател  3 код-временной интервал и на соответствующие входы второго блока 5 сравнени , и при наличии не нулевого кода разности на выходе второго блока 5 сравнени  на выходе элемента ИЛИ 9 по вл етс  сигнал, запускающий формирователь 10 команд, который в первом такте своей работы формирует сигнал записи, поступающий на вторсрй вход триггера 11. На выход триггера 11 переписываетс  логический О, поступающий с выхода преобразовател  3 код-временной интервал, если длительность этого импульса больше чем длительность изменени  младшего разр да кода с преобразовател  15 аналог-код и, следова-тельно , скорость движени  динамической части выше, чем допустимо, и момент на Всшу должен вли ть на кинетическую схему согласно знаку рассогласовани . Бели же длительность формируемого импульса больше, то переписываетс  1 и включаетс  реверс двигател . Во втором также формирователь 10 ко ,манд формирует сигнал записи кода скорости изменени  входного кода во второй буферный блок б пам ти. Этот код  вл етс  множителем опорной частоты с генератора импульсов. В этом же такте формирователь 10 команд вновь запускает прео.бразователь код-временной интерваш 3, после чего формирует сигнал записи кода, рассогласовани  входного и компенсирующего кодов в первый буферный блок , 4 пам ти. Использу  сигналы с пр мого и инверсного выходов триггера 11 и сигналы знака разности обоих сравнивгцощих устройств элемент И-ИЛИ 12 формирует сигнал, поступающий на вход управлени  реверсом двигател  блока управлени . Такое построение устройства дает возможность существенно снизить дин мические погрешности, регистрации, ч позвол ет использовать регистры на основе данной систелвл в хроматографической аппаратуре, где величина п грешности - наиболее важный показатель . В экспериментальных образ;цах получено снижение динамической по-, грешности на синусоидальном входном воздействии 2 Гц до единицы младшего разр да маски (0,1%) с 3,2% у из вестного при существенно меньшей ве личине пиков. Формула изобретени  Цифрова  след ща  система, содер жаща  блок управлени , соединенный выходом через двигатель со входом преобразовател  аналог-код, выходы которого подключены к первым входам первого блока сравнени , подсоеди-ненного вторыми входами к выходам регистра, а первыми выходами - к пе вым входам преобразовател  код-временной интервал выход которого под ключен к первому входу триггера, отличающа с  тем, чтоj с целью повышени  динамической точности системы в нее введены генератор импульсов, элемент И-ИЛИ и последовательно включенные первый буферный блок пам ти, второй блок сравнени , элемент ИЛИ, формирователь команд , второй буферный блок пам ти и умножитель частоты, соединенный вторым входом с выходом генератора импульсов , а выходом - со вторым входом преобразовател  код-временной интервал , третий вход Которого подключен ко второму выходу формировател  команд, подсоединенного третьим выходом ко второму входу первого буферного блока пам ти, а четвертым выходом - ко второму входу триггера, соединенного соответственно пр мым и инверсным выходами с первым и вторым входс1ми элемента И-ИЛИ, пбдключенного третьим входом ко второму выходу первого блока сравнени , выходом - ко входу блока управлени , а четвертым входом - ко второму выходу второго блока сравнени , соединенного вторыми входами с первыми выходами первого блока сравнени , а первыми выходами - со вторыми входами второго буферного блока пам ти. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 541143, кл. G 05 В 11/23, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2688045/18-24, кл. G 05 В 11/26, 1978 (прототип).