Система программного управления

Система программного управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА ПРОГРАЖНОГО УПРАВЛЕНИЯ , содержащая первый и второй приводы, кинема тически связанные через дифференциал редуктора с выходом системы, последовательно соединеннь е блок ввода программы, анализатор кодов, сумматор, первый преобразователь кодаи коммутатор, вторыми входами подключенный к первым выходам синхронизатора, второй выход которого соединен с первым входом второго.преобразователя кода, вторым входом подключенного к выходу датчика угловыУ перемещений, а.выходом - к второму входу анализатора кода и к второму входусумматора, третий вход которого соединен с первым выходом блока ввода программ, а выход - с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого подключен к выходу анализатора кода, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены триггер , первый дешифратор, первый блок совпадения,.подклоченный выходом черё первый блок элементов ИШ к первому приводуi первым входом - к первому выходу синхронизатора, вторым входом - к первому выходу коммутатора и через второй блок элементов ИЛИ - к второму приводу, а также последовательно соединенные счетчик импульсов, второй дешифратор и второй блок совпадения , выход которого соединен с вторым входом второго блока элементов ИЛИ, второй вход второго блока совпадения . через триггер подключен к выходу перi вого блока совпадения и к первому сл суммирующему входу счетчика импульсов, второй су ируящий вход которого через перюый дешифратор подключен к первому входу второго дешифратора и к выходу первого преобразователя кода, первый вычитаюи)ийвход счетчика импульсов подключен к второму выходу коммутатора и к второму входу первого блока элементов ИЛИ, второй вычитающий вход счетчика.импульсов подключен к выходу tvO второго дешифратора, установочный to вход счетчика подключен к второму выходу блока ввода программы, а выход к входу первого дешифратора. Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

; РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОЬРЕПНИЙ И.ОТНРЫТИЙ (21) 3400773/18-24 (22) 02.03..82 (46) 07.06.83. Бюл. И 21 (72} В.И. Свердлов и А.Д. Данилов (53): "21-503.55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 306769, кл. 6 0 1 J 9/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

И 894679., кл. 0 05 В .19/19, G 05 .В 19/40 1979 (прототип) . (54)(57) СИСТЕИА ПРОГРАИИНОГО УПРАВ"

ЛЕНИЯ, содержащая первый и второй приводы; кинеиатически связанные через дифференциал редуктора с выходом системы,.последовательно соеди. ненные блок ввода программы, анали, затор кодов, сумматор, первый преоб разователь кода и коммутатор, вторь ми входами подключенный к первым выходам синхронизатора, второй выход которого соединен с первым входом второго. преобразователя кода, вторым входом подключенного к выходу датчика угловый перемещений, а.выходом - к второму входу анализатора кода и к второму входу сумматора, третий вход которого соединен с первым выходом блока ввода программ, а выход - с тре тьим входом коммутатора, четвертый вход которого подключен к выходу анализатора кода, отличающаяся

„.SU„„10221 I 6 А з(я) 4 05 В 1 /19 6 0 В 1 40 тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены триггер,.первый дешифратор, первый блок совйадения,.подключенный выходом через первый блок элементов ИЛИ к первому приводу; первым входом - к nep" вому выходу синхронизатора, вторым входом " к первому выходу коммутатора и через второй блок элементов ИЛИ - к второму приводу, а также последовательно соединенные счетчик импульсов, второй дешифратор и второй блок совпадения, выход которого соединен с вторым входом второго блока элементов ИЛИ, в.торой вход .второго блока совпадения через триггер подключен к выходу первого блока совпадения и к первому суммирующему входу счетчика импульсов второй суммирующий вход которого через первый дешифратор подключен к первому входу второго дешифратора и к выходу первого преобразователя кода, первый Я вычитающий вход счетчика импульсов подключен к второму выходу коммутатора и- к второму входу первого блока элементов ИЛИ, второй вычитающий вход счетчика„импульсов подключен к выходу второго дешифратора, установочный вход счетчика подключен к второму выходу блока ввода программы, а выходк. входу первого дешифратора.

1022116

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техни" ки и может быть. использовано, например, в системах контроля радиолокационных устройств.

Известна система программного управления, содержащая блок ввода программы, анализатор кодов, блок управления шаговым двигателем, шаговый двигатель, датчик угловых перемещений, преобразователь кода, генератор опорного сигнала и синхронизв-: тор (t ).

Недостатком этой системы является низкое быстродействие.

Наиболее близкой по назнечению и технической сущности к изобретению является система программного управления, которая содержит блок ввода программы, анализатор кодов, первый (шаговый ) привод, включающий в себя блок управления шаговым двигателем (,БУИД) и шагоеый двигатель (ИД ), в торой (аналоговый) привод, включающий в себя блок управления аналоговым двигателем (,БУАД) и аналоговый двигатель (АД), редуктор с дифферен" циалом, датчик угловых перемещений ,(ДУП ), первый и второй преобразователи кодов, коммутатор и синхрониза" ЗО тор.

Известное устройство работает следующим образом.

По кодовой команде от блока ввода 35 программы БУАД и БУНД управляют соот1 ветстеенно вращением АД и ЩД по зонам, устанавливая через редуктор нагрузку в угловое положение, соответствующее кодовой команде, с последу- 40 ющей автоматической Фиксацией положения этой нагрузки. Программная информация от блока ввода программы поступает на первые входы анализатора кодов и сумматора. Текущая информация 45 об угловом положении нагрузки снимается в виде цифрового кода с ДУП и поступает на вторые входы анализатора кодов и сумматора через первый пре. образователь кодов. Работа последнего синхронизируется первым импульсным сигналом синхронизатора .

На выходе сумматора формируется двоичный код, равный разности программы и текущего значения кода углового

55 положения нагрузки, а на выходе анализатора Формируется знак разности кодов программы и текущего положения нагрузки. Код разности с выхода сум— матора поступает на вход второго преобразователя кода, где Формируются сигналы эоны управления. Сигнал зоны управления, старший. разряд кода разности и знак разности поступают на соответствующие, входы коммутатора. В зависимости от зоны управления и величины разности кодов коммутатор Формирует сигналы управления

АД или ШД. При больших рассогласованиях отработка производится АД, при малых - 51Д 32 3.

Известная система программного управления обеспечивает высокую точность обработки входного сигнала, однако быстродействие ее недостаточно.

Целью изобретения является повышение быстродействия системы программного управления при сохранении высокой точности отработки входного сигна. ла.

Поставленная цель достигается тем, что в систему программного управления, содержащую первый и второй приводы, кинематически связанные через дифференциал редуктора с выходом системы, последовательно соединенные блок ввода программы, анализатор кодов, сумматор, первый преобразователь кода и коммутатор, вторыми входами подключенный к первым выходам синхронизатора, второй выход которого соединен с первым входом второго преобразователя кода, вторым входом подключенного к выходу датчика угловых перемещений, а выходом - к второму входу анализатора кода и к второму входу сумматора, третий вход которого соединен с первым выходом блока ввода программ, а выход - с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого подключен к выходу анализатора кода, введены триггер, первый дешифратор, первый блок совпадения, подключенный выходом через первый блок элементов

ИЛИ к первому приводу, первым входомк первому выходу синхронизатора, вторым входом - к первому выходу коммута. тора и через второй блок элементов

ИЛИ - к второму приводу; а также последовательно соединенные счетчик импульсов, второй дешифратор и второй блок совпадения, выход которого соединен с вторым входом второго блока элементов ИЛИ, второй вход второго блока совпэдения через триггер подключен к выходу первого блока совпадения к первОму суммирующему входу счетчика

3 10221 импульсов, второй суммирующий вход ко.торого через первый дешифратор подключен к первому входу второго дешифратора и к выходу первого преобразователя кода, первый вычитающий вход счетчика импульсов подключен ко второ" му выходу коммутатора и к второму входу первого блока элементов ИЛИ, . второй вычитающий вход. счетчика импульсов подключен к выходу второго дешифратора, установочный вход счетчика подключен к второму выходу блока ввода программы, а выход - к входу первого дешифратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на. фиг. 2 - функциональная схема соединений блоков-, поясняющая принцип работы предлагаемого устройства; на фиг. 3 - эпюры скоростных режимов известного и предлагаемого устройств.; на фиг. 4 - функциональная схема. синхронизатора, на фиг. 5 - пример функциональной схемы коммутатора; на фиг. 6 - возможные взаимные положе. ния кода программы А и текущего положения выходного вала системы Б.

Предлагаемая система программного управления- содержит (фиг. 1) блок 1 ввода программы, анализатор 2 кодов, сумматор 3, первый привод 4, состоящий из БУОЩ 5 и шагового двигателя 6, второй привод 7, состоящий иэ БУАД 8 и АД 9, кинематически связанных через дифференциал 10 редуктора ll c выходом системы и датчиком 12 угловыхЗ5 перемещений, соединенным через первый преобразователь 13 кода с вторыми входами сумматора 3 и анализатора 2 кодов, выход которого подключен к входу коммутатора 14 и к входу суммато- 40 ра 3, преобразователь- 15 кода, синхронизатор 16, блок 17 совпадения, блок элементов ИЛИ 18, счетчик 19 импуль" сов, второй дешифратор 20, блок 21 совпадения, блок элементов .ИЛИ 22, 45 первый дешифратор 23 и триггер 24.

Синхронизатор 16 (фиг. 4) содержит генератор 25 импульсов (автоколебательный) 2, первый элемент 26 задержки импульса, делитель 27 частоты на и16", второй- элемент 28 задержки импульса.

Генератор 25 импульсов (автоколебательный) формирует непрерывный ряд .импульсов с частотой 1 1 = 5,28 кГц, импульса 0,1 мкс. Эти импульсы-.яв. ляются импульсами 1-ro такта. Для по" лучения импульса 2-го такта использу- .

16 4 ется элемент 26 задержки импульса, который обеспечивает задержку импульса l-го такта на 2 мкс. формирование импульсов 3-го такта производится сле. дующим образом". импульсы 2-ro такта поступают на делитель 27 частоты на

"16". На выходе делителя получаем импульсы с:частотой,, 1„И6=М01ц, и „ „ 0;-1 мкс. Эти импульсы поступает на элемент 28 задержки импульса, где производится. задержка на 2 мкс, На выходе элемента 28 задержки форми- руется импуль© 3-го такта.

Коммутатор: 14 (Фиг. 5) обеспечивает выбор и направление вращения (исполнительных) двигателей 6 и 9 и со" держит элементы-И 29, р -триггер 30, элемент ИЛИ 31, элементы И 32, 33, 2-триггер 34, элемент ИЛИ 35, элемен ты И 36, 37,;9-триггер 38, элемент

ИЛИ 39 элементы И 40-42,Э-триггер 43, элемент.ИЛИ 44, элементы И 45 и 46.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

По кодовой команде от блока 1 ввода„ программы БУАД 8 и БУПД 5 управляют соответственно вращением аналогового двигателя 9 и шагового двигателя 6 по зонам, устанавливая через дифференциал 10 редуктора 11 (по наикратчайшему пути) нагрузку в угловое положение, соответствующее кодовой команде, с последующей автоматической фиксаци" ей положения этой нагрузки. Одновре" менно с- выдачей кодовой команды блок 1 ввода программы импульсным сигналом . устанавливает счетчик 19 импульсов в положение "0".

Текущая информация об угловом положении нагрузки снимается в виде цифро" вого кода с ДУП 12. Эта информация поступает на вторые входы анализатора 2 кодов и сумматор 3 через первый преоб.разователь 13 кодов. Работа последнего синхрониэируется первым импульсным сигналом синхронизатора 16..

Если обозначить, например, 14-разрядный двоичный код блока l,поступающий на первые входы анализатора 2 и сумматора 3 через А, а 14-разрядный код текущего положения нагрузки - через В, то сигналы, формируемые анализатором 2, поступающие на третий вход сумматора 3 и на первый вход коммутатора 14, можно записать в следующей форме:

БОЛЬШЕ при А 7 В, МЕНЬШЕ при Ас В °

1022116

S 4

В сумматоре определяется абсолют- уА 9 - скорости АД 9 и НД 6, приАД шл ная величина разности С веденные соответственно к вы

С * А"В ходному валу системы;

Абсолютная величина С лежит в npe- fg - частота работы ЯД 6. делах i Укаэанная расстановка импульсных

О а с ш 16383. сигналов необходима для разделения

14-разрядный код С с выхода сумма" во времени работы первого преобразотора 3 поступает на вход второго пре- вателя 13 кода, коммутатора 14 и перобразователя 15 кодов. 14-й старший вого блока 17 совпадения. разряд кода С поступает на второй 1l) . Рассмотрим, работу системы для слувход коммутатора 14. Диапазон измене- чая, когда величина С находится в диания С разбит на две зоны управления пазоне чисел, соответствующих зоне I

Зона 1 32 «» С 16352 АД 9 в процессе отработки изменяет

Зона II 16352 + . С с 32 скорость выходного вала от 0 до ноВ зоне I отработка заданного воз-., 1!i минальной). действия производится АД 9 и ЩД 6, Коммутатор 14 по первому выходу одновременно, а зоне 11 - ЙД 6. формирует сигнал. управления АД 9.Этот

Выделение зон управления в диа- . ;сигнал по шине АД против часовой пазоне изменения С производится во . стрелки или по часовой стрелке (фиг.2) втором преобразователе 15 кодов. 20 поступает через блок 22 на вход блоС выхода преобразователя 15 сигнал ка 8, Начинается управление АЛ 9 Одсоответствующей зоны поступает на ноаременно включается один из weтретий вход коммутатора 14 и иа вто- ментов И блока 17. Импульсы 3 синхро- . рые входы дешифраторов 20 и 23. На низатора 16 поступают на блок 17 и чепервои выходе коммутатора 14 форми- 2.. реэ соответствующий элемент И на руется сигнал управления АД 9, а на вход БушД 5 через блок 18. Выходной втором выходе - сигнал управления вал ЙД 6 вращается в ту же сторону, ЩД 6. что и АД 9. Триггер 24 устанавливаетВ зоне 1 включен второй дешифра- ся в положение, соответствующее натор 23, в зоне.11 - первый дешифра- правлению вращения вала АД 9. Импультор 20. На перЬые входы дешифраторов 20; сы с выхода блока 17 поступают на суми 23 подается двоичный код с выхода мирующий вход счетчика 19. Двоичный счетчика 19. Количество двоичных раз- код счетчика 19 может достигнуть знарядов счетчика 19 определяется по- чения, на которое настроен дешифрастоянной времени АД 9. Счетчик 19 тор 23. При этом с выхода дешифратоработает в период разгона АД 9 из со- ра 23 поступает на вход счетчика 19

35 стояния покоя до номинальных оборо- запрещающий потенциал, и счетный вход тов выходного вала и во время тор- счетчика 19 на сложение закрывается. можения. Масштабом времени служат им" пульсы унравлен я ЙД 6

Двоичный код счетчика пропорциоВыходной д фр р 23 40 нален времени разгона АД 9. При переыходнои сигнал дешифратора 2 воздействует на суммирующий вход счетходе управления из зоны 1 к зоне чика 19 а в„,о ной с а ф а- д МИФР"Р 23 " на втоР го ПРе б, а выходной сигнал дешифраразователя кода 15 отключается. Тем

" на вычитающий вход счетчика 19. же сигналом дешифратор 20 включается. инхронизатор формирует на сво Дешифратор 20 реагирует на двоичный их выходах j пачки" импульсов. На перкод счетчика 19, равный "0".

Если код С имеет значение, соотвом выходе они Формируются с частотой работает в течение времени, которое

„ = 5,? к ц,сдвинутые отноменьше постоянной времени АД 9, то сительно йервого выхода на 2 мкс. На 50

" — 330 Г третьем выходе - импульсы т. = 330 Гц, ния кода, на который настроен дешифсдвинутые относительно второго выхода wa 2 мкс. Частота 3 = 5,28 кГц

° )1 У Отключение суммирующего входа обусловлена скоростью вращения выход" счетчика 19 произойдет по сигналу ного вала системы смены зоны управления, который формируется на выходе второго преобразователя кода 15 и поступает на вторые где Ч В- скорость выходного вала; входы дешифраторов 20 и 23.

7 1022116 8

В момент перехода управления от зо- работы.йД 6 и тем самым уменьшить об. ны 1 к зоне П управление АД 9 с пер- щее время отработки. вого выхода коммутатора 14 и НД 6 с На фиг. 3 приведены эпюрн скорост. выхода первого блока 17 совпадения . ных режимоя известной (а, б,. в и прекращается. Отработка заданного g предлагаемой (r, д, е) систем воздействия в зоне Il. производится . где Ч, Ч„ - скорости выходных валов

ИД 6, управление которого проиэводитAg Ф

АД 9, 16Д 6, приведенные ся сигналами с второго выхода комму- к выходному валу; татора 14. Сигналы поступают на вход- 3 - скорость вращения выход-.

6УшД 5 через первый блок 18. Одновре- 10 ного вала системы; менно при переходе иэ зоны l в зону Я - время отработки максипроизводится активное торможение вы- мального входного возходного вала АД 9. действия в известной

Торможение АД производится сигна". системе;лом реверса. Сигнал реверса АД 9 15 1 .- время отработки максиформируется на выходе соответствую- мального входного воздей щего элемента И блока 21 (фиг. 2). ствия в предлагаемой сис

На первые входы элементов И блока 21 по- теме, . ступает разрешающий сигнал с выхода пер- ЬТ = Т1

8oro АеВНераТора 20, а выбор соответ. 20 Технический .эффект от испольэова" ствующего элемента И блока 21 произ- ния предлагаемого технического решеводится сигналами с выхода тригге- ния в отличие от. известного заключара 24. На триггере 24 запоминается ется в повышении быстродействия сис" направление вращения АД 9. темы программного управления.

Сигнал реверса АД 9. поступает íà 2> Использование в системе двигате-. соответствующий вход. 6УАД 8 через . ля (АД), работающего в релейном ре" второй блок 22. Время действия сиг" жиме с одновременной работой шаговонала реверса АД 9 определяется no" . го двигателя (9g, а также применение стоянной времени АД 9 или скоростью активного торможения АД позволяет суАД 9 в момент. перехода управления щественно повысить быстродействие сисиэ эоны 2 в зону B.

30 темы, сохранив высокую точность отраВ момент перехода управления в ботки. Это достигается тем, что боль-. зону И счетчик 19 включается на вы- шие рассогласования отрабатываются в читание сигналом с выхода дешифрато- системе АД и ИД одновременно по иаи- ра 20. Иа вычитающий вход поступают кратчайшему пути. Как только. рассогла импульсы управления НД 6 с второго N сование станет малой величиной, про" выхода коммутатора 14. В- тот момент, изойдет переключение управлеемия толькогда двоичный код счетчйка 19 сде- ко на ВД с одновременным активным лается равным " О", на выходе дешиф" торможением АД.. .ратора 20 сформируется сигнал выклю- Известная система, у котомкой АД и чеиия счетчика 19 и запрет на .форми", 10 ВД работают по очереди в соответствии рование реверса АД 9 в блоке 21. с зоной. управления, и которая не име»

Одновременное движение выходных ет активного тормоиения АД, имеет вревалов АД 9 и йД 6 в зоне 1 и пошлого" мя, отработки максимального входного

:вая работа ЙД 6 в зоне П позволяют воздействия 7 с (при точности 1,3 ). использовать суммарные скоростные 45 Предлагаемая же система, у которой качества двигателей, а пошаговую ра- : большие рассогласования отрабатываютботу ВД 6 - для обеспечения устойчи- ся АД и шД одновременно, а при переховости системы и автоматической фикса- :де содной зоны в другую производится ции углового:положения выходного ва" активное торможение АД. отрабатывает ла. S0 максимальное входное воздействие за

Применение активного торможения время 5 с при той же точности отработАД 9 позволяет существенно уменьшить ки, что подтверждает положительный зону Ц управления, сократить время . эффект от использования изобретения. !

1022П6.

1022316

1022116

В

1022116, 10гЯ116

8288

8f92

8И

862

862

Составитель И. Швец .

Редактор H.Ï øíåíêîâà Техреду А.Ач - Корректор С.Шекмар

Заказ "039/39 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва _#_-35 Раушская наб. д. 4/5 ъга.Л-Аюъ1-\ю

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4