SU883872A1 - Устройство дл программного управлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам программного управления и может быть использовано, например, в системах управления электроприводами, роботовманипуляторов , а также в системах автоматического управления, применяемых в самых различных областях промышленности.

Известна цифровая система управления, содержащая последовательно соединенные задающее устройство,сравнивающее устройство (цифровой сумматор)-, регистр управления, преобразователь код-напряжение, корректирующее устройство, усилительно-преобразовательное устройство, исполнительный двигатель, механически связанный через редуктор с кодовым датчиком, выход которого подключен ко входу сравнивающего устройства, блок синхронизации [1] .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для программного управления, содержащее последователь но соединенные задающий блок, блок контроля отработки перемещения (сумматор) , преобразователь код-напряжение, блок сравнения, усилитель мощности, исполнительный двигатель,ме25 ханически связанный через редуктор с датчиками положения и скорости, выходы которых подключены ко второму входу блока контроля отработки перемещения и ко второму входу блока сравнения £ 2].

Недостатке»: известных устройств является низкое быстродействие и возможность перерегулирования. Это объясняется тем, что к исполнительному двигателю прикладывается напряжение, зависящее от величины рассогласования.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достига . ется тем, что в Устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, выходом соедиI ненный со входом формирователя временных интервалов, датчик положения, датчик скорости, последовательно соединенные Преобразователь код-напряжение, мощности, ключенный отработки временных ненный со ля временных интервалов, блок сравнения и усилитель блок задания, выходом подко входу блока контроля перемещения и задатчик интервалов, выходом соедивторым входом формироватевведены 'по3 следовательно соединенные формирователь сигналов записи, первый логический блок, блок памяти, второй логический блок и компаратор, выход которого подключен ко второму входу первого логического блока, третьим входом соединенный с выходом блока контроля отработки перемещения и вторым входом компаратора, выход датчика положения подключен к четвертому входу первого логического блока и ко вторым входам второго логического блока, блока контроля отработки перемещения и формирователя сигналов записи,выходом подключенного к пятому входу первого логического блока, а выход датчика скорости соединен со вторым входом блока сравнения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания второй логический блок 2,блок 3 контроля отработки перемещения, компаратор 4, задатчик 5 временных интервалов, блок б памяти, первый логический блок 7,- формирователь 8 сигналов записи, формирователь 9 временных интервалов, преобразователь 10 код-напряжение, генератор 11 импульсов,, блок 12 сравнения, датчик 13 скорости, усилитель 14 мощности, исполнительный двигатель 15, нагрузка 16, датчик 17 положения.

Блок 1 задания задает величину и направление требуемого перемещения нагрузки в виде двоичного кода.Первый и второй логические блоки 7 и 2 устройства выполняют логические функции. Блок 3 контроля отработки перемещения сравнивает величину требуемого перемещения с величиной действительного положения нагрузки 16) поступающей с выхода датчика 17 положения, и выдает на выход, величину раз ности. Компаратор 4 сравнивает код на выходе блока 3 контроля отработки перемещения либо с кодом на выходе · блока 6, либо с кодом на выходе датчика 17 положения. Задатчик 5 передает величину выбранного оператором временного интервала в формирователь 9 временного интервала, в котором происходит подсчет импульсов, поступающих с генератора 11 импульсов, и формируются сигналы в конце каждого временного интервала.

В блоке 6 памяти хранится закон оптимального изменения скорости при торможении. Формирователь 8 сигналов записи сравнивает приращения координат за.текущий интервал времени с предыдущим. Блок 12 сравнивает желаемое значение скорости с действительным и выдает значение их разности на усилитель 14 мощности. Блок 12 сов местно с усилителем 14 мощности, исполнительным органом 15, датчиком 13 скорости, нагрузкой 16, датчиком 17 положения и блоком 3 контроля отработки перемещения образуют контуры регулирования по скорости и по положению.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал из блока 1 поступает на блок 3 и через блок 7,преобразователь 10 код-напряжение и блок 12 сравнения поступает на усилитель 14 мощности. Устройство начинает разгон.В формирователь 8 сигналов записи поступают сигналы от блока 9 и информация о перемещении исполнительного органа. В блоке 8 происходит сравнение приращений координат за текущий интервал времени с предыдущим; если эта величина приращения превышает допустимое отклонение по скорости, то на выходе формирователя 8 формируется сигнал записи; при равенстве приращений происходит обобщение движения в двух, трех и т.д. интервалах времени. Обобщение происходит до тех пор, пока неравенство приращений не составит величины, превышающей допустимое отклонение от скорости, после чего формируется сигнал записи.

По этому сигналу происходит запись в блок 6 памяти информации о перемещении, поступающей с датчика 17 положения, и информации о величине временного интервала, за который произведено это перемещение, поступающей с формирователя 9. Запись прекращается с переходом устройства на режим движения с постоянной скоростью, т.е. .в момент окончания разгона . _______

На выходе первого логического блока 7'устанавливается последний записанный в блоке б код. При равенстве оставшегося пути перемещения значению пути разгона код на выходе блока 3 контроля отработки перемещения становится равным последнему, записанному в блоке 6 коду, и на выходе коммутатора 4 появляется сигнал, по которому из-блока 6 происходит дискретная выборка значений скорости, соответствующих оптимальному закону торможения (в обратном порядке по сравнению с режимом разгона).При перемещениях на малые расстояния,т.е·. в случаях, когда устройство, не выходя на режим движения с постоянной скоростью, должно тормозиться,второе логическое устройство 2 отсылает в компаратор 4 не последний записанный в блоке 6 памяти код, а показания датчика 17 положения, где происходит сравнение показаний датчика 17 положения с кодом на выходе блока 3 контроля отработки перемещения. При совпадении кодов начинается торможение аналогично описанному. С окончанием процесса торможения на выходе блока 3 контроля отработки перемещения появляется О, первое логиs ческое устройство 7 приходит в исходное состояние, и выход блока 3 контроля отработки перемещения через первое логическое устройство 7 подключается к преобразователю 10 коднапряжение. Таким образом,устройство е приходит в исходное состояние.

В предлагаемом устройстве торможение осуществляется по оптимальному закону, хранящемуся в запоминающем блоке. Благодаря этому обеспечивает- jq ся максимально возможное быстродей- . ствие устройства. Устройство также обеспечивает монотонные и быстродействующие переходные процессы.

¹⁵

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к системам программного управлени  и может быт использовано, например, в системах управлени  электроприводами, робото манипул торов, а также в системах автоматического управлени , примен емых в самых различных област х промышленности. Известна цифрова  система управлени , содержаща  последовательно соединенные заданицее устройство,сра нивающее устройство (цифровой сумматор )-, регистр управлени , преобразователь код-напр жение, корректи рующее устройство, усилительно-преобразовательное устройство, исполнительный двигатель j механически св занный через редуктор с кодовьм датчиком, выход которого подключен ко входу сравнивающего устройства, блок синхронизации СП Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  программного управлени , содержащее последователь но соединенные задающий блок, блок контрол  отработки перемещени  (сумматор ) , преобразователь код-напр жение , блок сравнени , усилитель мощности , исполнительный двигатель,механически св занный через редуктор с датчиками положени  и скорости, выходы которых подключены ко второму входу блока контрол  отработки перемещени  и ко второму входу блока сравнени  f 2. Недостатке известных устройств  вл етс  низкое быстродействие и возможность перерегулировани . Это объ сн етс  тем, что к исполнительнс иу двигателю прикладываетс  напр жение , завис щее от величины рассогласовани . Цель изобретени  - повышение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в Устройство дл  программного управлени , содержащее генератор импульсов, выходом соединенный со входом формировател  временных интервалов, датчик положени , датчик скорости, последовательно соединенные йреобразователь код-напр жение , блок сравнени  и усилитель мощности, блок задани , выходом подключенный ко входу блока контрол  отработки перемещени  и задатчик временных интервалов, выходом соединенный со вторым входс и формировател  временных интервалов, введеныпоследовательно соединенные формирователь сигналов записи, первый логический блок, блок пам ти, второй логический блок и компаратор, выход которого подключен ко второму входу первого логического блока, третьим входом соединенный с выходом блока контрол  отраоохкй перемещени  и вто рым входом компаратора, выход датчика положени  подключен к четвертому входу первого логического блока и ко вторым входам второго логического бло ка,блока контрол  отработки перемещени и формировател  сигналов записи,выходом подключенного к п тому входу первого логического блока, а выход датчика скорости соединен со вторым входом блока сравнени . На чертеже представлена блок-схем устройства. Устройство содержит блок 1 задани второй логический блок 2,блок 3 контрол  отработки перемещени , компара тор 4, задатчик 5 временных интервалов , блок б пам ти, первый логический блок 7,- формирователь 8 сигналов записи, формирователь 9 временных ин тервалов, преобразователь 10 коД-нацр жение , генератор 11 импульсов,, блок 12 сравнени , датчик 13 скорост усилитель 14 мощности, исполнительны двигатель 15, нагрузка 16, датчик 17 положени . Блок 1 задани  задает величину и направление требуемого перемещени  нагрузки в виде двоичного кода.Первый и второй логические блоки 7 и 2 устройства выполн ют логические функ ции. Блок 3 контрол  отработки перемещени  сравнивает величину требуемого перемещени  с величиной действительного положени  нагрузки 16i поступающей с выхода датчика 17 поло жени , и вьщает на выход, величину ра ности. Компаратор 4 сравнивает код на выходе блока 3 контро 1  отработки перемещени  либо с кодом на выходе блока 6, либо с кодом на выходе датчика 17 положени . Задатчик 5 передает величину выбранного оператором временного интервала в формирователь 9 временного интервала, в котором происходит подсчет импульсов, поступающих с генератора 11 импульсов, и формируютс  сигналы в конце каждого временного интервала. В блоке 6 пам ти хранитс  закон оптимального изменени  скорости при торможении. Формирователь 8 сигналов записи сравнивает приращени  координат за.текущий интервал времени с предыдущим. Блок 12 сравнивает жела емое значение скорости с действительным и выдает значение их разност на усилитель 14 мощности. Блок 12 со местно с усилителем 14 мощности, ис полнительным органом 15, датчиком 1 скорости, нагрузкой 16, датчиком 17 положени  и блоком 3 контрол  отработки перемещени  образуют контуры регулировани  по скорости и по положению . Устройство работает следующим образом . Сигнал из блока 1 поступает на блок 3 и через блок 7,преобразователь 10 код-напр жение и блок 12 сравнени  поступает на усилитель 14 мощности . Устройство начинает разгон.В формирователь 8 сигналов записи поступают сигналы от блока 9 и информаци  о перемещении исполнительного органа. В блоке 8 происходит сравнение приращений координат за текущий интервал времени с предыдущим; если эта величина приращени  превышает допустимое отклонение по скорости , то на выходе формировател  8 формируетс  сигнал записи; при равенстве приращений происходит обобщение движени  в двух, трех и т.д. интервалах времени. Обобщение происходит до тех пор, пока неравенство приращений не составит величины, превышающей допустимое отклонение от скорости , после чего формируетс  сигнал записи. По этому сигналу происходит запись в блок 6 пам ти информации о перемещении, поступающей с датчика 17 по.ложени , и информации о величине временного интервала, за который произведено это перемещение, поступающей с формировател  9. Запись прекращаетс  с переходом устройства на режим движени  с посто нной скоростью , т.е. .в момент окончани  разгона . На вь1ходе первого логического блока 7устанавливаетс  последний записанный в блоке 6 код. При равенстве оставшегос  пути перемещени  значению пути разгона код на выходе блока 3 контрол  отработки перемещени  становитс  равным последнему, записанному в блоке 6 коду, и на выходе коммутатора 4 по вл етс  сигнал , -по которому из-блока 6 происходит дискретна  выборка значений скорости , соответствующих оптимальному з.акону торможени  (в обратном пор дке по сравнению с режимом разгона).При перемещени х на малые рассто ни ,т..е в случа х, когда устройство, не выход  на режим движени  с посто нной ск.оростью, должно тормозитьс ,второе логическое устройство 2 отсылает в компаратор 4 не последний записанный в блоке 6 пам ти код, а показани  датчика 17 положени , где происходит сравнение показаний датчика 17 положени  с кодом на выходе блока 3 контрол  отработки перемещени . П.ри совпадении кодов начинаетс  торможение аналогично описанному. С окончанием процесса торможени  на выходе блока 3 контрол  отработки перемещени  по вл етс  О, первое логическое устройство 7 приходит в исходное состо ние, и выход блока 3 к трол  отработки перемещени  через первое логическое устройство 7 подключае с  к преобразователю 10 коднапр жение . Таким образом,устройств приходит в исходное состо ние. В предлагаемом устройстве торможение осуществл етс  по оптимальнрму закону, хран щемус  в запоминающем блоке. Благодар  этому обеспечивает с  максимально возможное быстродействие устройства. Устройство также обеспечивает монотонные и быстродействующие переходные процессы. Формула изобретени  Устройство дл  программного управлени , содержащее генератор импульсов , выходом соединенный со вхо дом формировател  временных интерва лов, датчик положени , датчик скорости , последовательно соединенные преобразователь код-напр жение,блок сравнени  и усилитель мощности,блок задани , выходом подключенный ко входу блока контрол  отработки пере мещени  и задатчик временных интервалов , выходом соединенный со вторым входом формировател  временных интер валов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, в него введены последовательно соединенные формирователь сигналов записи, первый логический блок, блок пам ти, второй логический блок и компаратор, выход которого подключен ко второму входу первого логического блока, третьим входом соединенного с выходом блока контрол  отработки перемещени  и вторым входом компаратора, выход датчика положени  подключен к четвертому входу первого логического блока и ко вторым входам второго логического блока, блока контрол  отработки перемещени  и формировател  сигналов записи, выходом подключенного к п тому входу первого логического блока, а выход датчика скорости соединен со вторым входом блока сравнени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Батоврин Н.А. и др. Цифровые системы управлени  электроприводами. Л., Энерги , 1977, гл. VIII, с. 241.
2. 2.Гитис Э.И. Преобразователи информации дл  электронных цифровых вычислительных устройств. М., Энерги , 1970, с. 298-301 (прототип ) .