SU911459A1 - Цифровое устройство дл управлени позиционным приводом - Google Patents

Description

(St) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО дл  УПРАВЛЕНИЯ позиционным ПРИВОДОМ

I

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных автоматических системах, в частности в системах управлени  роботами-манипул торами .

Известна цифрова  след ща  система , содержаща  последовательно соединенные задающее устройство,цифровой сумматор, регистры управлени , преобразователь код-напр жение, корректирующее устройство, усилительнопреобразовательное устройство, исполнительный двигатель, механически св занный через редуктор с кодовым датчиком, выход которого подключен к входу цифрового сумматора, тахогенератор , расположенный на валу исполнительного двигател , и блок сйнхронизации 1 J.

Недостатком этой системы  вл етс  невысока  точность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  - - /

устройство дл  управлени  позиционным приводом, содержащее задающий блок, коммутатор, функциональный преобразователь, преобразователь код-аналог, реверсивный счетчик и привод,, механически св занный с датчиком перемещени  2.

К недостаткам известного устройства относитс , во-первых, то, что

10 дискретность отсчета положени  по импульсному датчику ограничиваетс , разр дностью преобразовател  код-аналог, что не позвол ет иметь высокую точность позиционировани  независимо

15 от величины полного хода механизма, во-вторых, то, что имеет место неконтролируемый выбег при останове механизма, что приводит к накоплению ошибки отсчета положени  при мно20 гократных перемещени х без возврата в исходное нулевое положение и, следовательно , к снижению точности и надежности. 3S Цель изобретени  - повышение точности и надежности устройства. Поставленна  цель Достигаетс  тем, что 8 устройство введены первый и второй компараторы, второй реверсианый счетчик, элемент ИЛИ и блок сравнени , первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом задающего блока и выходом втооого реверсивного счетчика, а первый и второй выходы - с первым входом первого компаратора и первым входом преобразовател  код-аналог, выход которого подключен к входу при вода, а второй вход - к выходу функционального преобразовател , первый и второй входы которого соединены со ответственно с первым и вторым входами лервого реверсивного счетчика и с первым и вторым выходами коммутатора , первым, вторым и третьим входами подключенного соответственно к выходу элемента ИЛИ, выходу первог компаратора и выходу второго компаратора , причем выходы датчика перемощени  соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и второго реверсивного счетчика, второй и третий выходы задающего блока подключены соответственно к первому входу второго компаратора и третьему входу функционального преобразовател , а выход первого реверсивного счетчика соединен с вторыми входами первого и второго компарэторов. На чертеже представлена блок-схема цифровогоустройства дл  управлени  позиционным приводом. Устройство содержит задающий блок 1, коммутатор 2, функциональный преобразователь 3, преобразователь 4 код-аналог, первый реверсивный счетчик 5, привод 6, датчик 7 перемещени , блок 8 сравнени , второй реверсивный счетчик 9 элемент ИЛИ 10, первый компаратор 11, второй компаратор 12, объект 13 управлени . На выходах задающего блока устана ливаетс  координата точки позиционировани  объекта 13, величина ускорени  привода, путь разгона (торможени ) , который при заданной величине ускорени  привода определ ет величину установившейс  скорости перемещени  . 8 реверсивном счетчике 9 формируетс  код фактического положени  объекта 13. S блок 8 сравнени  определ ет величину и знак рассогласовани  по положению объекта 13 В реверсивном счетчике 5 формируетс  код перемещени  при разгоне и пути, остающемс  до точки позиционировани  при торможении привода. Компаратор 11 сравнивает заданную величину пути разгона с величиной, поступающей от реверсивного счетчика 5, и определ ет точку выхода привЬда на установившуюс  скорость перемещени . Если разность величин положительна , то на выходе компаратора 11 логический ноль, если неположительна  - логическа  единица. Компаратор 12 сравнивает величину рассогласовани  по положению с величиной , поступающей of реверсивного счетчика 5. и определ ет точку начала торможени  привода. Если разность величин неотрицательна ,то на выходе компаратора 12 логический ноль, если отрицательна  - логическа  единица. Коммутатор 2 распредел ет импульсы , поступающие от датчика 7 перемещени  через элемент ИЛИ 10 на первый вход, на два выхода в соответствии с двухразр дным кодом, поступающим на вторсй и третий входы от компараторов 11 и 12, следующим образом (см.таблицу). Здесь 1,характеризующа  состо ние выхода коммутатора 2, соответствует замкнутому, состо нию первого входа и соответствующего выхода, а О - разомкнутому. Функциональный преобразователь 3 реализует заданную функцию, например , вида ,,j( «-yaxb ,по которой последоват ельности импульсов, поступающие на его первый или второй вхо преобразуютс  в параллельный код за дани  скорости на выходе, причем последовательность импульсов, посту пающа  на первый вход, приводит к нарастанию кода на выходе, а последовательность импульсов, поступающа на второй вход - к уменьшению кода а код,поступающий на третий вход от задающего блока 1, определ ет коэффициент а, т.е. ускорение (замедление ) привода. Преобразователь код-аналог преобразует код, поступающий с функ ционального преобразовател  3, в аналоговый сигнал задани  скорости дл  привода 6 отрицательной или положительной пол рности в соответствии с кодом, поступающим на его первый вход от блока 8 сравнени , и имеет также независимый вххэд дл  включени  первой ступени скорости, соответс-твующей младшему разр ду. Привод работает следующим образом . . К моменту пуска привода в задающ блоке установлены требуемые величины пути разгона, ускорени  и коор дината точки позиционировани . В блоке 8 сравнени  определены величина и знак рассогласовани  по положению . Содержимое реверсивного счетчика 5 равно нулю и с выходов компараторов 11 и 12 на коммутатор 2 поступает код, которому соответствует прохождение импульсов на пер вый выход коммутатора 2. Выходной, сигнал функционального преобразовател  3 такхе равен нулю. По команде Пуск от преобразовател  k код-аналог в соответствии с определенным в блоке 8 сравнени  знаком рассогласовани  по положению на вход привода 6 поступает минимальна  величина задани  скорости, соответствующа  младшему разр ду преобразовател  +. код-аналог, I . Привод начинает перемещение объекта 13- При этом на одном из выход датчика 7 перемещени  по вл ютс  им пульсы, которые через элемент ИЛИ 1 и коммутатор 2 поступают на первый вход функционального преобразовател 3. На выходе функционального преобразовател  3 в соответствии с завипроисходит симостью Хвых. нарастание от нулевого значени  код задани  скорости, а на выходе преоб р.азовател  код-аналог увеличиваетс  от нул  .аналоговый сигнал задани  скорости. Привод разгой етс  с заданным ускорением. Одновременно импульсы с первого выхода коммутатора 2 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 а на вторые входы компараторов 11 и 12 в параллельном коде поступает возрастающа  величина перемещени  при разгоне. Изменение положени  объекта 13 регистрируетс  в реверсивном счетчике 9 и с первого выхода блока 8 сравнени  на второйвход компаратора 12 поступает уменьшающа с  величина рассогласовани  по положению. Разности сравниваемых величин на выходах компараторов 11 и 12 уменьшаютс . Если заданна  координата точки позиционировани  такова, что рассогласование по положению меньше удвоенного заданного пути разгона привода, то раньше происходит сравнение величин на компараторе 11, при этом на втором и третьем входах коммутатора 2 образуетс  код, которому соответствует разомкнутое состо ние обоих его выходов. Прекращаетс  прохождение импульсов на реверсивный счетчик 5 и функц 1ональньгй преобразователь 3 .в которых фиксируютс  соответственно путь разгона и установивша с  скорость перемещени . Происходит перемещение объекта 13 с заданной уста-, новившейс  скоростью. В некоторой точке положени  объек-та 13, когда рассогласование на выходе блока 8 сравнени  на величину единицы младшего разр да датчика 7 перемещени  меньше величины пути разгона, хран щейс  в реверсивном счетчике 5, на входах коммутатора 2 образуетс  код, которому соответствует разомкнутое состо ние первого его выхода и открытое состо ние второго выхода. При этом импульсы с датчика 7 перемещени  через элементы ИЛИ 10 и коммутатор 2 поступают на второй вход- функционального преобразовател  3. На выходе функционального преобразовател  3 в соответствии с зависимостью X Bbix.VaXg y происходит уменьшение кода задани  скорости до нул . Привод тормозитс  с заданным замедлением. Одновременно импульсы со второго выхода коммутатора 2 поступают на 19 второй вход реверсивного счетчика 5 а на вторые входы компаратора 11 и 12 поступает уменьшающа с  величина равна  остающемус  пути до заданной точки позиционировани  плюс величина , соответствующа  единице младшего разр да датчика 7 перемещени . Когда объект 13 достигает заданной точки позиционировани , на первом выходе блока 8 сравнени  по вл  етс  нулева  величина рассогласовани  по положению, на выходах реверсивного счетчика 5 и функционального преобразовател  3 единичный код. С приходом следующего импульса от датчика 7 перемещени  содержимое реверсивного счетчика 5 и выходной сигнал функционального преобразовател  3 станов тс  равными нулю, а на выходах блока 8 сравнени  устанавливаетс  рассогласование по положению равное единице, и измен етс  код зна ка рассогласовани . Привод тормозитс  до нулевой скорости , а на входы коммутатора 2 поступает код, которому соответстует разомкнутое состо ние второго его выхода и замкнутое состо ние первого выхода, поскольку на входах компараторов 1.1 и 12 разности величин положительные. Таким образом, коммутатор 2 оказываетс  подготовленным к возможному перебегу привода на величину, большую единицы младшего разр да датчика 7 перемещени . При перебеге импульсы от датчика 7 перемещени  через элемент ИЛИ 10 и коммутатор 2 nofcTyпают на первый вход функционального преобразовател  3, на выходе которого начинает нарастать код задани  скорости. На выходе преобразовател  k код-аналог аналоговый сигнал задани  скорости приводу 6 увеличиваетс  от нул , причем знак сигнала - в соответствии с изменившимс  кодом знака рассогласовани  по положению, поступающего с выхода блока 8 сравнени . Привод интенсивно тормозитс  и реверсируетс . Работа устройства по снижению величины задани  скорости при подходе к заданной, точке позицио нировани  протекает аналогично вышеописанному . Таким образом, по своим точностным характеристикам предлагаемое устройство значительно превосходит 98 известное и.в случае его применени , Например в роботах-манипул торах, позволит получить значительный технико-экономический эффект. формула изобретени  Цифровое устройство дл  управлени  позиционным приводом, содержащее задающий блок, коммутатор ,- функциональный преобразователь, преобразователь код-аналог, первый реверсивный счетчик, привод, механически св занный с датчиком перемещени , о т л ичающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности устройства , в него введены первый и второй компараторы, второй-реверсивный счетчик, элемент ИЛИ и блок сравнени , первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом задающего блока и выходом второго реверсивного счетчика, а первый и второй выходы - с первым входом первого компаратора и первым входом преобразовател  код-аналог, выход которого подключен к входу привода, а второй вход - к выходу функционального преобразовател ,первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика и с первым и вторым выходами коммутатора , первым, вторым и третьим входами подключенного соответственно к выходу элемента ИЛИ, выходу первого компаратора и выходу второго компаратора , причем выходы датчика перемещени  соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и второго реверсивного счетчика, второй и третий выходы задающего блока подключены соответственно к первому входу второго компаратора и третьему входу функционального преобразовател , а выход первого реверсивного счетчика соединен со вторыми входами первого и второго компараторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.БатовриН А.А. и др. Цифровые системы управлени  электроприводами. Л., Энерги , 1979, с. 2k. 2.Авторское свидетельство СССР i ,кл. С 05 В 11/06, 1977 (прототип).

f

±J

1 Г

Т

5

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Цифровое устройство для управления позиционным приводом, содержащее задающий блок, коммутатор,· функциональный преобразователь, преобразователь код-аналог, первый реверсивный счетчик, привод, механически связанный с датчиком перемещения, о т лича ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, в него введены первый и второй компараторы, второй-реверсивный счетчик, элемент ИЛИ и блок сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом задающего блока и выходом второго реверсивного счетчика, а первый и второй выходы - с первым входом первого компаратора и первым входом преобразователя код-аналог, выход которого подключен к входу 'привода, а второй вход - к выходу функционального преобразователя.первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика и с первым и вторым выходами коммутатора, первым, вторым и третьим входами подключенного соответственно к выходу элемента ИЛИ, выходу первого' компаратора и выходу второго компаратора , причем выходы датчика перемещения соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и второго реверсивного счетчика, второй и третий выходы задающего блока подключены соответственно к первому входу второго компаратора и третьему входу функционального преобразователя, а выход первого реверсивного счетчика соединен со вторыми входами первого и второго компараторов.

   Привод интенсивно тормозится и реверсируется. Работа устройства по снижению величины задания скорости при подходе к заданной, точке позиционирования протекает аналогично вышеописанному .

   Таким образом, по своим точностным характеристикам предлагаемое устройство значительно превосходит ⁵⁰ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Батоврин А.А. и др. Цифровые системы управления электроприводами.

   55 л., Энергия, 1979, с. 241.
2. 2. Авторское свидетельство СССР I? 624205, кл. G 05 В 11/06, 1977 (прототип).

   9 П 459