Цифровое устройство для управления скоростью двигателя

Цифровое устройство для управления скоростью двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области систем управления, управляемых вычислит ель ньп4и устройствами, и предназначено для управления скоростью двигателя. Цель изобретения - уменьшение времени регулирования скорости вращения двигателя. Цифровое устройство для управления скоростью двигателя содержит счетчик с переменным коэффициентом пересчета, элемент И, вычислительный блок, блок управления скоростью, блок управления и импульсный датчик. В вычислительном блоке вычисляется значение скорости вращения двигателя по формуле ,т , m , 60«f W - k - , где k --- - величина , постоянная для данного устройства , значение ее хранится в устройстве; f - частота следования импульсов; Z - число импульсов, поступающее с датчика за один оборот вала игателя; m - число импульсов, накопившееся в счетчике с переменным коэффициентом пересчета; п - число импульсов, накопившееся в вычислительном блоке. 3 ил. S

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i9)SU(, 511 4 G 05 В 19 00

ВСЕЙ,.ДJAgp (rg

J t3 ,1г !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ..ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793893/24-24 (22) 20.09.84 (46) 15.03.86. Бюл. В 10 (71) Кировский политехнический институт (72) В.И. Иикрюкова, А.Д. Голубев, А.Г. Савин и В.В. Куклин (53) 62!.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 495649, кл. 0 05 П 13/00, 1972.

Патент США Ф 3953776, кл. Н .02..Р 5/06, 1978. (54)ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ .УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ (37)Иеобретение относится к области систем управления, управляемых вычислительными устройствами, и предназначено для управления скоростью двигателя. Цель изобретения — уменьшение времени регулирования скорости вращения двигателя. Цифровое устройство для управления скоростью двигателя содеркит счетчик с переменным коэффициентом пересчета, элемент И, вычислительный блок, блок управления скоростью, блок управления и импульсный датчик. В вычислительном блоке вычисляется значение скорости вращения двигателя по формуле 60 ° — k где k = — — — велиZ чина, постоянная для данного устройства, значение ее хранится в устройстве; f — частота следования импульсов; Z — число импульсов, поступающее с датчика за один оборот вала двигателя m — число импульсов, накопившееся в счетчике с переменным коэффициентом пересчета; п —число импульсов, накопившееся в вычислительном блоке. 3 ил.

1218367

Изобретение относится к системам управления, управляемыми вычислительными устройствами, и предназначено для управления скоростью двигателя. .Целью изобретения является уменьшение времени регулирования скорости вращения двигателя.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема вычислительного блока; на фиг. 3 схема блока управления.

Устройство состоит из элемента

И 1, счетчика 2 с переменным,коэффициентом пересчета, вычислительногo оК 3, 0 4 eHH cKo ростью, реализованного на базе широтно-импульсного модулятора, блока управления 5 и импульсного датчика 6.

Схема вычислительного блока 3 состоит из делителя 7, умножителя 8, вычитающего блока 9, элемента И 10„ счетчика 11 и блока 12 формирования коэффициента пересчета.

Делитель 7 выполнен по стандартной схеме деления без восстановления остатков и со сдвигом делителя вправо.

Умножитель 8 выполнен по известной схеме умножения старшими разрядами вперед со сдвигом множимого вправо. Он состоит (на чертеже не показано) из сумматора, регистра мно- жимого, регистра множителя и блока управления умножением, причем сумматор соединен с регистром множимого, выход регистра множителя подключен к входу блока управления умножением, выходы последнего соединены с входа-;. ми сумматора, регистра множимого и регистра множителя. Входы и выход умножителя 8 соединены с блоком управления умножением.

Вычитающий блок 9 выполнен по схеме параллельного двоичного сумматора чисел в обратном коде с групповым переносом на четыре разряда.

Состоит (на чертеже не изображено) из функциональных блоков управления сложением, четырех схем входа, четырех схем переносов и четырех схем двоичной суммы, причем схемы входа соединены с соответствующими схемами переноса и схемами двоичной суммы, схемы переносов соединены с соответствующими схемами двоичной суммы, а также последовательно между собой, 10

15 устройство управления сложением соединено со схемами переносов. Вход и выход вычитающего блока 9 соединены с блоком управления сложением.

Схема блока управления 5 приведена на фиг. 3. Блок управления состоит из блока индикации 13, блока памяти

14, блока 15 управления с клавиатурой, регистра памяти 16, элементов

ИЛИ 17, 18, триггера,19, генератора импульсов 20, делителя частоты 21 и формирователя импульсов 22.

Устройство управления скоростью содержит двигатель 23.

Устройство работает следующим образом, С помощью блока 15 управления с клавиатуры в регистр памяти 16 заносится уставка скорости вращения двигателя 23, значение которой индицируется в блоке индикации 13. Командой "Пуск", выдаваемой с блока 15 управления с клавиатуры, включается

2 В работу генератор импульсов 20 а через элемент ИЛИ 18 триггер 19 устанавливается в единицу, и на элемент И 1 цифровой системы управления скоростью, элемент И 10 вычислительного блока поступают сигналы

30 разрешения, пропускающие на счетчик 2 цифровой системы управления импульсы с импульсного датчика 6 скорости и на счетчик Il вычислительного блока импульсы с делителя частоты 21. По переднему фронту сигнала разрешения формирователь импульсов 22 вырабатывает импульс, обнуляющий счетчики 2 и Il и подготавливающий их к работе. В даль 0 нейшем сигнал разрешения поступает с блока 4 управления скоростью после выдачи на двигатель 23 управляющих воздействий. После накопления в счетчике 2 цифровой системы управления скоростью количества импуль-.— сов, определяемого коэффициентом . пересчета счетчика 2, а также после переполнения счетчика 11 вычислительного блока (последнее возможно при малых скоростях движения двигателя 23 в момент. его запуска), на триггер 19 блока управления 5 через элемент ИЛИ 17 поступает сигнал, устанавливающий триггер 19 в

55 нуль, после чего элемент И 1 цифро- ., вого устройства управления и элемент

И 10 вычислительного блока не пропускают импульсы на счетчики 2 и 11.

1218367

55

В вычислительном блоке 3 вычисляется значение скорости вращения двигателя 23 по формуле

W= К вЂ”" (1) 5 и

60 ° f где К = — — — величина постоянная . z

Ф для данного устройства, значение ее хранится в блоке памяти 14;

f — частота следования импульсов с делителя частоты 21;

Š— число импульсов, поступающее с импульсного датчика 6 скорос-ти эа один оборот вала двигателя 23;

m — - число импульсов, накопившееся в счетчике 2 (коэффициент пересчета);

n — - число импульсов, накопившееся в счетчике 11.

В делителе 7 вычислительного блока 3 согласно формуле (1) происходит деление содержимого счетчика 2 (m) на содержимое счетчика 11 (n).

Затем в умножителе 8 результат деления умножается на коэффициент К, хранящийся в блоке памяти 14, В вычитающем блоке 9 определяется разность между скоростью вращения, после вычисления поступающей из умножителя 8, и уставкой скорости вращения, находящейся в регистре памяти 16. Вычитающий блок производит вычитание с заданной точностью, необходимой для 4б установки скорости вращения двигателя 23. Сигнал равности с вычитающего блока 9 поступает в блок 12 формирования коэффициентов пересчета, в который по поступающей разности одно- 45 значно определяется значение коэффициента пересчета, что также позво ляет повысить быстродействие устройства.

В качестве блока формирования коэффициентов пересчета используется постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) на микросхеме 556 РТ4.

На входную шину (шину адреса) подается разность с вычитающего блока 9, с выходной шины (шины данных) снимается соответствующее разности зна- чение коэффициента пересчета.

Коэффициент пересчета, находящийся в обратно пропорциональной зависимости от разности с вычитающего блока 9, поступает затем на счетчик 2, Синхронизация работы вычислительного блока происходит следующим образом. Так как делитель 7, умножитель

8 и вычитающий блок 9 должны работать последовательно, то каждое иэ перечисленных устройств начинает свою работу при поступлении на его вход переднего фронта импульса разрешения работы, и, в свою очередь, после выполнения соответствующих операций формирует на выходе импульсы разрешения работы последующих устройств.

Разность из вычитающего блока 9 поступает на блок 4 управления скоростью, который преобразует цифровую величину в широтно-импульсный сигнал. Сигнал вызывает. необходимое изменение скорости двигателя 23, после чего цикл управления повторяется.

Формула изобретения

1. Цифровое устройство для управления скоростью двигателя, содержащее двигатель, импульсный датчик скорости, соединенный с валом двигателя, первый счетчик импульсов, блок управления и блок широтно-импульсного модулятора для управления скоростью двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени регулирования скорости вращения двигателя в устройстве, в него введены первый и второй элементы И, второй счетчик импульсов и последовательно соединенные делитель, умножитель, вычитающий блок и блок формирования коэффициентов пересчета, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, третий вход — к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу датчика скорости, первый выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом блока управления, второй выход — с первым входом делителя, подключенного вторым входом к первому выходу вто-, !

218367 рого счетчика импульсов, второй вы- ход которого соединен с вторым входом блока управления, первый вход второго счетчика импульсов подключен к первому выходу блока управления, второй вход — к выходу второго элемента И, первый и второй входы которого соединены с вторым и третьим выходами блока управления соответственно, первый выход блока широтно-импульсного модулятора для управления скоростью двигателя соединен с двигателем, второй выход— с третьим входом блока управления, а первый и второй входы — соответственно с первым и вторым выходами вычитающего блока и с вторым входом блока формирования коэффициентов пересчета, вход синхронизации .делителя импульсов соединен с четвертым выходом блока управления, а . второй выход делителя — с вторым входом умножителя, второй выход:которого соединен с вторым входом вычитающего блока, третий вход умножителя и вычитающего блока подключены соответственно к пятым и шес тым выходам блока управления, подключенного седьмым выходом к чет- вертым входам делителя и умножи-. теля.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит блок памяти, клавиатуру управления, регистр памяти, два элемента ИЛИ, генератор импульсов, делитель импульсов, 85 -триггер, первым выходом соединенный с вторым выходом блока управления, с

10 формирователем импульсов, выход которого соединен с первым выходом блока управления, первый выход клавиатуры управления через регистр памя- ти подключен к индикатору и к шесто15 му выходу блока управления, первый и второй входы блока управления через первый элемент ИЛИ соединен с первым входом R -триггера, вторым входом подключенный к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом блока управления, а второй вход — с вторым выходом клавиатуры управления и с входом генератора импульсов, вы25 ход которого подключен к седьмому выходу блока управления и через делитель импульсов — к третьему выходу блока управления, выходы блока памяти соединены с пятым выходом

З0 блока управления, второй выход RS— триггера подкпючен к четвертому выходу блока управления, 12183б7 фиг 2

ВНИИПИ Заказ 1130/55 Тиос 837 Подписное

Филкал ППП

Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,4