Устройство для регулирования положения объекта

Устройство для регулирования положения объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления положением объекта, способного перемещаться по замкнутому циклу с бесконечно большим числом рабочих позиций, в определенной последовательности путем формирования команд "вперед", "назад", "останов", выполняемых соответствующими исполнительными механизмами. Цель изобретения - расширение области применения. Для достижения цели в известное устройство, содержащее датчик и задатчик положения объекта, первый блок сравнения, первые усилитель и исполнительный механизм, а также вторые усилитель и исполнительный механизм, введены формирователь числа N/2, преобразователь прямого кода в дополнительный, блоки элементов И и ИЛИ, сумматор и второй блок сравнения. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (у 4 С 05 0 3/00 () д п "; б

И:;.. !: . г..

Е .Б,;: C.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4230706/24-24 (22) 20.01.87 (46) 07.05.89. Бюл. ¹ 17 (72) А.П.Петров и Ю.А.Цирулев (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 741238, кл. G 05 D 3/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 877480, кл. G 05 D 3/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ОВЬЕКТА (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления положением объекта, способного перемещаться по замкнутому циклу с бесконечно большим числом

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в позиционных системах программного управления для транспортирования объекта управления в определенной последовательности от одной рабочей позиции по технологической линии к другой.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет способности объекта двигаться по бесконечно большому числу рабочих позиций.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для регулирования положения объекта; на фиг. 2принципиальная схема первого блока сравнения; на фиг. 3 — принципиальная схема формирователя числа п/2; на фиг. 4 — принципиальная схема пре„„SU„„1478196 А1 рабочих позиций, в определенной последовательности путем формирования команд "Вперед", "Назад", "Останов", выполняемых соответствующими исполнительными механизмами. Цель изобретения — расширение области применения. Для достижения цели в известное устройство, содержащее датчик и задатчик положения объекта, первый блок сравнения, первые усилитель и исполнительный механизм, а также вторые усилитель и исполнительный механизм, введены формирователь числа и/2, преобразователь прямого кода в дополнительный, блоки элечентов И и ИЛИ, сумматор и второй блок сравнения. 6 ил. образователя прямого кода в дополнительный; на фиг. 5 — принципиальная схема блока элементов И; на фиг. 6 принципиальная схема второго блока сравнения.

Устройство для регулирования положения объекта содержит датчик 1 по1 ложения, задатчик 2 положения объекта, первый блок 3 сравнения, формирователь 4 числа n/2, первый усилитель 5, преобразователь

6 прямого кода в дополнительный, первый исполнительный элемент 7, второй блок 8 элементов И, второй блок 9 элементов И, блок 10 элементов ИЛИ, сумматор 11, второй блок

12 сравнения, второй усилитель 13 и второй исполнительный элемент 14.

Первый блок сравнения (фиг. 2) содержит инверторы 15, — 15 . сумма1478196 тор 16, логический элемент И-HE 17, инверторы 18,, 18 и логический элемент И-HE 19.

Формирователь числа n/2 (фиг, 3) содержит контакты 20„ „, логические элементы И 21, — 21 и триггеры 22 22 .

Преобразователь прямого кода в дополнительный (фиг. 4) содержит ин- 1р верторы 23{ â 234 и сумматор 24.

Блок элементов И (фиг. 5) содержит логические элементы И 25„ „.

Второй блок сравнения (фиг, 6) содержит инверторы 26„- 264, сумма- 15 тор 27, инверторы 28 и 28 и логические элементы ИЛИ 29 и 29 .

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что объект находится на первой рабочей позиции. При этом сигнал, соответствующий коду первого номера рабочей позиции, с датчика 1 поступает на первые входы первого блока 3 сравнения и сумматор 11 ° 25

Пусть необхбдимо перевести объект в и-ю или (п-1)-ю и т,д., п/2+1 позиции. Задатчик 2 положения объекта установлен или в п-е или (n-l)-e, и т.д. или n/2+1 положение. Сигнал, 3р соответствующий коду требуемого но,мера позиции, с задатчика 2 положения объекта поступает на вторые входы первого блока 3 сравнения и второго блока 12 сг. мнения. Вследствие того, что пункт :едования объекта не совпадает с позицией, в которой находится объект, сигнал на первом выходе (А=В) первого блока 3 сравнения, а следовательно, на входе первого усилителя 5 отсутствует. Первый исполнительный элемент 7, подключенный входом к выходу первого усилителя, выполняет команду для приведения в готовность объекта к движению. 45

Направление движения определяется следующим образом.

Вследствие того, что номер позиции, в которой находится объект, меньше номера позиции, в которую 50

его необходимо перевести, на третьем выходе (А (В) первого блока 3 сравнения появляется сигнал, который поступает на первый вход блока 9 элементов И, а на втором выходе (А > В) первого блока 3 сравнения, соединенном с первым входом блока 8 элемен-. тов И, сигнал отсутствует. Поэтому сигнал отсутствует и на выходе блока 8 элементов И, соединенном с блоком 10 элементов ИЛИ. На выходе блока 9 элементов И, соединенном также с блоком 10 элементов HJIN появляется сигнал, соответствующий коду числа n/2, так как другой вход блока 9 соединен с выходом формирователя 4 числа п/2. Этот сигнал с выхода блока 9 элементов И через блок 10 поступает на вход сумматора

11, на первом входе которого присутствует сигнал с выхода датчика 1 положения. На выходе сумматора 11 появляется сигнал, соответствующий сумме кодов чисел n/2 и единицы, так как объект находится в первой рабочей позиции. Так как на. обоих входах сумматора 11 присутствуют прямые коды положительных чисел, то на его выходе сумма положительная (в знаковом разряде нуль), следовательно, результат в прямом коде.

Сигнал с выхода сумматора, соответствующий прямому коду суммы n/2+1, поступает на первый вход блока 12 сравнения, на втором входе которого присутствует сигнал с выхода задатчика 2 положения, соответствующий коду номера позиции, в которую необходимо перевести объект, а именно, коду числа или п, или и-1 и т.д,, или и/2+1. Так как n/2+1 меньше и, п-1 и т,д., n/2+2 или равно n/2+1, то на выходе блока 12 сравнения появляется сигнал, который поступает на вход второго усилителя 13. Таким образом, формировалась команда "Назад, которую выполняет второй исполнительный элемент 14, Когда объект займет или и-ю или и-1-ю и т.д., или n/2+1 позицию, на выходе датчика 1 положения появится сигнал, соответствующий коду числа или и, или и-1 и т.д., или

n/2+1, который поступает на первый вход блока 3 сравнения, на втором входе которого присутствовал ранее сигнал, соответствующий коду чисел или и, или п-1 и т,д., или n/2+1 соответственно с выхода задатчика 2 положения. Вследствие того, что коды сигналов на обоих входах блока сравнения равны, на его первом выходе (А=В) появляется сигнал, который поступает на вход первого усилителя 5.

Таким образом, сформировалась команда "Останов", которую выполняет второй исполнительный элемент 7.

5 1

Отличия в работе блоков сравнения сводятся к следующему.

На первый и второй входы блока

3 сравнения поступают коды положительных чисел с выходов датчика 1 и задатчика 2 положения объекта (фиг. 1) соответственно, Действительно номер позиции, в которой находится объект и номер позиции, в которую его необходимо перевести, числа положительные.

На второй вход блока 12 сравнения поступает также код положительного числа с выхода задатчика 2 положения. На первый вход этого же блока сравнения с выхода сумматора может поступать код как положительного, так и отрицательного числа, Таким образом, блок 3 сравнения сравнивает два только положительных числа. Блок

12 сравнения сравнивает или два положительных числа, или одно отрицательное число, а другое положительное. Других случаев нет.

В случае, если необходимо перевести объект из первой позиции во вторую, третью и т.д., и/2, задатчик

2 положения устанавливается в требуемое положение, В этом случае, как и в предыдущем, номер позиции, в которой находится объект, меньше номера позиции куда его необходимо перевести. Поэтому на первом входе блока

3 сравнения, соединенном с выходом датчика 1 положения объекта, присутствует код числа, который меньше.кода числа, присутствующего на втором входе этого же блока сравнения, соединенном с выходом задатчика 2 положения, вследствие чего, как и в предыдущем случае, сигнал присутствует только на третьем выходе (А В) блока 3 сравнения, а на первом и втором выходах отсутствует. Сигнал с третьего выхода (A z В) блока сравнения поступает на первый вход блока 9 элементов И, а на первом входе блока 8 элементов И сигнал отсутствует, так как он отсутствует с второго выхода блока сравнения. Поэтому на выходе блока 8 сигнала нет, а на выходе блока 9 появляется сигнал, соответствующий коду числа п/2, поступающего с выхода формирователя

4 числа n/2 на второй вход блока 9.

Сигнал с выхода блока 9 через блок

10 поступает на второй вход сумматора 11, на первом входе которого при478196

55 сутствует сигнал с выхода датчика 1 положения. Как и в предыдущем слу" чае, на обоих входах сумматора присутствуют прямые коды положительных чисел, следовательно, на его выходе сумма положительная (в знаковом разряде нуль), поэтому результат в прямом коде. Сигнал с выхода сумматора, соответствующий прямому коду суммы n/2+1, поступает на первый вход блока 12 сравнения, на втором входе которого присутствует сигнал с выхода задатчика 2 положения, соответствующий коду номера позиции, в которую необходимо перевести объект, а именно коду чисел или 2 или 3 и т.д., или n/2. Так n/2+1 больше, чем 2,3 и т.д., и/2, то на выходе бло.,а 12 сравнения сигнал отсутствует. Сигнал отсутствует и на входе второго усилителя 13, Таким образом, сформировалась команда

"Вперед, которую выполняет второй исполнительный элемент 14.

Пусть объект находится на и-й позиции, при этом сигнал с датчика положения, соответствующий коду числа и присутствует на первом входе блока 3 сравнения и на первом входе сумматора.

Пусть необходимо перевести объект или в 1-ю или 2-ю и т„д., или п/2- 1 позиции. Задатчик положения установлен соответственно или в 1-е или 2-е и т.д., n/2-1 положения, Сигнал с выхода задатчика положения, соответствующий коду номера позиции, в которую необходимо перевести объект, поступает на вторые входы блоков 3 и 12 сравнения. Вследствие того, что на первом входе блока 3 сравнения присутствует сигнал, соответствующий коду большего числа, чем на втором входе этого же блока сравнения, то только на втором выходе (А.) В) блока сравнения появляется сигнал, который поступает на первый вход блока 8. На первом входе блока 9, соединенном с третьим выходом (А 4 В) блока 3 сравнения, сигнала нет, поэтому сигнала нет и на выходе блока 9. А на выходе блока 8 есть сигнал, причем он соответствует дополнительному коду числа n/2, т,е, второй вход блока 8 соединен с выходом преобразователя прямого кода в дополнительный, вход которого соединен с выходом формирователя 4 числа

1478196

n/2. Сигнал с выхода блока 8 через блок элементов И11И поступает на второй вход сумматора. Таким образом, на второй вход сумматора поступает

5 сигнал, соответствующий дополнительному коду числа n/2. На первый вход сумматора поступает сигнал с выхода датчика положения, соответствующий прямому коду номера позиции, в кото- 10 рой находится объект, т,е. числу и так как в рассматриваемом случае объект находится в и-й позиции. На выходе сумматора появляется сигнал, соответствующий сумме прямого кода 15 числа и и дополнительного кода числа n/2 или, что то же самое, на выходе сумматора появляется сигнал, соответствующий разности прямого кода числа п и прямого кода числа и/2. 20

Так как и больше, чем n/2, то на выходе сумматора разность положительная (в знаком разряде нуль), следовательно, результат в прямом коде. Таким образом, на.выходе сумматора появляется сигнал, соответствующий прямому коду числа: п-n/2=n/2, который поступает на первый вход блока сравнения, на втором входе которого присутствует сигнал с выхода задат- 30 чика положения, соответствующий коду .или 1-й или 2-й и т.д. или n/2-1 позиции. Вследствие того, что код числа на первзм входе блока 12 сравнения больг кода числа на втором входе этог:. же блока сравнения, т.е. n/2 больше, чем или 1 или 2 и т.д,, или и/2-1, то на выходе блока сравнения сигнал отсутствует.

Сигнал отсутствует и на входе второ- 40

ro усилителя, Сформировалась команда Вперед, которую выполняет второй исполнительный элемент.

В случае, если необходимо перевести объект из и-й позиции в n/2, 45

n/2+1 и т.д., п-1 позиции задатчик положения устанавливается соответственно в положения и/2, n/2+1 и . т.д., n-1 и с его выхода поступает сигнал на вторые входы первого и второго блоков сравнения, соответствующий прямому коду номера требуемой позиции. Вследствие того, что номер позиции, в которой находится объект, больше номера позиции, в. которую его необходимо перевести, то, как и в предыдущем случае, сигнал появляется только на втором выходе (А В) блока 3 сравнения, который поступает только на первый вход блока 8 элементов И, тем самым разрешая прохождение сигнала на его выход с выхода преобразователя прямого кода в дополнительный. Сигнал, соответствующий дополнительному коду числа n/2, с выхода блока 8 через блок 10 поступает на- второй вход сумматора, на первом входе которого присутствует сигнал с выхода датчика положения, соответствующий коду и-й позиции, в которой находится объект. В результате сложения, как и в предыдущем случае, на выходе сумматора появляется сигнал, соответствующий разности прямого кода числа и и прямого кода числа

n/2. Так как п больше, чем n/7, то на выходе сумматора разность положительная (в знаковом разряде нуль}, следовательно, результат в прямом коде. Сигнал с выхода сумматора, соответствующий прямому коду числа: п-п/2=n/2, поступает на первый вход блока 12 сравнения, на втором входе которого присутствует сигнал с выхода задатчика положения, сооfBBT» ствующий коду или n/2 или n/2+1 и т.д. или и-1 позиции. Так как код числа на первом входе блока 12 сравнения меньше или равен коду числа на втором входе этого же блока сравнения, то.на выходе блока сравнения появляется сигнал, который поступает на вход второго усилителя. Сформировалась команда "Назад", которую выполняет второй исполнительный механизм, Пусть объект находится на n/2-1 позиции. При этом сигнал с датчика положения, соответствующий коду числа n/2-1, присутствует на первом входе блока 3 сравнения и на первом входе сумматора.

Пусть необходимо перевести объект в n/2-2, n/2-3 и т.д., в позиции 1, Задатчик положения установлен соответственно или в и/2-2, и/2-3 и т.д., в 1 положение, Сигнал с выхода задатчика положения, соответствующий коду номера позиции, в которую необходимо перевести объект, поступает на вторые входы обоих блоков сравнения.

При этом на первом входе блока 3 сравнения присутствует сигнал, соответствующий коду большего числа, чем на втором входе этой же схемы сравнения. Поэтому сигнал только на вто! л 781 96! О

45 ром выходе (А > В) блока сравнения, который поступает только на первый вход блока 8 элементов И. Вследствие этого на второй вход сумматора через блок 10 с выхода блока Я поступает сигнал, соответствующий дополнительному коду числа и/2, так как второй вход блока 8 соединен с преобразователем прямого кода в дополнительный, 1р вход которого подключен к формирователю числа и/2. На первом входе сумматора присутствует сигнал с датчика положения, соответствующий прямому коду п/2-1 позиции, в которой находится объект. В результате сложения на выходе сумматора появляется сигнал, соответствующий сумме прямого кода числа n/2-1 и дополнительного кода числа n/2 или, что то же самое, сигнал, соответствуюший разности прямого кода числа n/2-1 и прямого кода числа n/2, равный минус единице.

Таким образом, на выходе сумматора получается отрицательный результат. 25

Так как результат отрицательный, то он в дополнительном, а не в прямом коде. Однако нет необходимости результат сложения, поступающий на первый вход блока 12 сравнения, из 3р дополнительного кода переводить в прямой, так как на второй вход этой же схемы сравнения поступает сигнал, соответствующий всегда коду положительного числа, а именно коду номера позиции, в которую необходимо перевести объект, в любое отрицательное число меньше положительного. Поэтому,,будь на первом входе второй схемы сравнения или прямой 4р код отрицательного числа или дополнительный, а на втором входе этой же схемы сравнения всегда код положительного числа, результат сравнения один и тот же.

Таким образом, в рассматриваемом случае сигнал с выхода сумматора, соответствующий дополнительному коду числа минус единица, поступает на первый вход блока 12 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 2 положения, соответствующий коду или и/2-2 или

n/2-З и т.д., или позиции 1, Так как на пеРвом ВхоРР 6JIQKcL cPRBHPHHR IIPH 55 сутствует сигнал, соответствующий коду отрицательного числа, которое меньше любого положительного, то на выходе блока сравнения появляется сигнал, который поступает на вход второго усилителя 14, Сформировалась команда Назад", которую выполняет второй исполнительный элемент !5.

Таким образом, на.уичпе сигнала на входе второго усилителя о-ределяет команду Назад", а отсутствие команду "Вперед".

Использование предлагаемого устройства обеспечивает с высокой точностью и надежностью формирование команд на перемещение объекта, способного двигаться по замкнутому циклу и по бесконечно большому числу позиций.

Формула и за брет ения

Устройство для регулирования положения объекта, содержащее датчик и задатчик положения, подключенные выходами к соответствующим входам первого блока сравнения, первый выход которого через первый усилитель соединен с входом первого исполнительного механизма, а также последовательно соединенные второй усилитель и второй исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, целью расширения области применения, оно содержит формирователь числа n/2, первый блок элементов И, блок элементов ИПИ, сумматор, второй блок сравнения, преобразователь прямого кода в дополнительный и второй блок элементов И, причем второй вы-! ход первого блока сравнения подключен к первому входу второго блока элементов И, а третий выход — к первому входу первого блока элементов

И, группа вторых входов которого соединена с группой соответствующих выходов формирователя числа и/2 и с группой соответствующих входов преобразователя прямого кода в дополнительный, группа вторых входов второго блока элементов И подключена к группе соответствующих выходов преобразователя прямого кода в дополнительный, а выходы — к соответствующим первым входам блока элементов

ИЛИ, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами первого блока элементов 1!, первые входы сумматора связаны с соответству.ющими выходами датчика положения, вторые входы — с соответствующими выходами блока элементог, 11!1И, а вы11

1478196

l2 ходы — с соответствующими первыми входами второго блока сравнения, выходы задатчика положения подключены к соответствующим вторым входам второго блока сравнения, выход которого соединен с входом второго усилителя.

) 478196

Фиг. 5

1 4781 9б

„Знак чиспа A ""

Составитель Л. Цаллагова

Техред М.Ходанич Корректор Э. Лончакова

Редактор О. Головач

Заказ 2362/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П оизводственно-издательскии комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагари а, 11 lt

Г н 101