Контурная система программного управления

Контурная система программного управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Контурная система программного управления относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение показателя добротности системы за счет формирования дополнительного корректирующего сигнала, который непосредственно зависит от ошибки воспроизведения контура. Устройство содержит две следящие системы, каждая из которых включает связанные между собой два реверсивных счетчика импульсов, два коммутатора и элементов ИЛИ, а также цифроаналоговый преобразователь, привод и датчик положения и общие для обеих следящих систем интерполятор, управляемый генератор импульсов, блок сравнения и блок задания максимально допустимой ошибки. Новым в системе являются связанные определенным образом два двоичных умножителя, блок вычисления ошибки воспроизведения контура и пересчетная схема,,а также в каждой из двух следящих систем два дополнительных реверсивных счетчика импульсов, триггер знака направления заданного движения, два коммутатора и четыре элемента ИЛИ. 9 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ы 1800446 А1 (si)s: G 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "". "," -щ,",„,"„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4944923/24 (22) 25.03.91 (46) 07.03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Институт кибернетики им. В.М,Глушкова и Институт электросварки им. E.Î.Ïàòîíà (72) Л.С.Житецкий и Г.А.Цыбулькин (56) Леппик К.В, О динамической точности двухкоординатных следящих систем с программным управлением. Сб. работ по вопросам электромеханики, вып.7, Изд-во АН

СССР, M.-Л., 1962, с. 50-59.

Авторское свидетельство СССР № 987578, кл. G 05 В 19/18, 1982. (54) КОНТУРНАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Контурная система программного управления относится к области автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения — повышение показателя добротности системы за счет формирования дополнительноИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано, в частности, в чертежных автоматах, газорезательных станках, сварочных машинах и другом автоматизированном оборудовании с программным управлением.

Цель предлагаемого изобретения — повышение показателя добротности системы.

При этом повышение показателя добротности обеспечивается введением простейших функциональных узлов цифровой вычислительной техники. го корректирующего сигнала, который непосредственно зависит от ошибки воспроизведения контура. Устройство содержит две следящие системы, каждая из которых включает связанные между собой два реверсивных счетчика импульсов, два коммутатора и элементов ИЛИ, а, также цифроаналоговый преобразователь, привод и датчик положения и общие для обеих следящих систем интерполятор, управляемый генератор импульсов, блок сравнения и блок задания максимально допустимой ошибки. Новым в системе являются связанные определенным образом два двоичных умножителя, блок вычисления ошибки воспроизведения контура и пересчетная схема, а также в каждой из двух следящих систем два дополнительных реверсивных счетчика импульсов, триггер знака направления заданного движения, два коммутатора и четыре элемента ИЛИ. 9 ил, Введение новой совокупности функциональных блоков и связей между ними обеспечивает формирование в отличие от известного решения на выходах вторых реверсивных счетчиков обеих следящих систем управляющих сигналов, содержащих кроме сигналов о текущих ошибках следящих систем дополнительные корректирующие сигналы, которые непосредственно зависят от ошибки воспроизведения контура, согласно зависимостям

n — 1 (t)= А(т) — К Х Л(Т1з9п ", (1)

1=1

0т

1800446

n — 1 б У1

oy (t) = д„ () + К Х A(IT)sign

i = 1

dt где дх (т), ду (t) — текущие ошибки следящих систем по координатам х и у, соответственно, х1 = хф), у1 = у1(т) — заданные значения положения исполнительного механизма контурной системы в каждый текущий момент времени по координате х и у соответственно;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Л вЂ” величина, связанная с ошибкой воспроизведения контура зависимостью 15 (IF(nT)I Kp)signF.(nT)если1е(пТ)1 ð

Л(пТ)= (2)

О, если IF(nt)l < ер, 20 где я(пТ) — ошибка воспроизведения в дискретный момент времени t = nT(n = 1,2,...); ер — максимально допустимая ошибка;

Т вЂ” период квантования. 25

При этом частота f следования импульсов управляемого генератора, определяющая скорость воспроизведения контура, становится связанной с величиной Л(2) зависимостью 30

f = (1 — 1Л(nT)i)P;

2 (3) где F — опорная частота. 35

Из соотношения (1) с учетом (2) видно, что всякий раз, когда ошибка я воспроизведения начинает превышать по абсолютной величине величину максимально допустимой ошибки ер, происходит изменение кор- 40 ректирующих сигналов. Эти изменения будут продолжаться до тех пор, пока ошибка я воспроизведения не станет равной или меньшей ер, т.е. пока величина Лнестанет равной нулю. Но при ЛО частота f, 45 согласно (3), стремится к максимальному значению, равному F. В результате обеспечивается высокий показатель добротности, определяемый отношением скорости воспроизведения контура к ошибке воспроизведения.

Возможность повышения показателя добротности за счет введения дополнительныхх корректирующих сигналов, согласно (1), подтверждена путем моделирования контурной системы на ЭВМ ВЭСМ вЂ” 6, 55

На фиг. 1 изображена структурная схема контурной системы программного управления; на фиг, 2 — пример выполнения структурной схемы блоков вентилей; на фиг, x = X1 — C2, ду = gi1 — У2, (4) где х2 = x2(t), у2 = Y2(t) — фактические значения положения исполнительного механизма в каждый текущий момент времени t по координатам х и у соответственно (см.фиг,8).

Суммирующий вход реверсивного счетчика 1 данной следящей системы объединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 2 этой же следящей системы и подключен к выходу элемента 11 ИЛИ указанной следящей системы. Вычитающий вход реверсивного счетчика 1 данной следящей системы объединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 2 этой же следящей системы и подключен к выходу элемента 12

ИЛИ указанной следящей системы.

Реверсивные счетчики 2 предназначены для определения текущих значений уп3 — структурная схема двоичных умножителей; на фиг.4 — пример выполнения структурной схемы блока вычисления ошибки воспроизведения; на фиг,5 — пример выполнения структурной схемы блока сравнения; на фиг.6 — пример выполнения схемы блока задания максимально допустимой ошибки; на фиг.7 — пример выполнения структурной схемы управляемого генератора; на фиг.8— показаны заданное и фактическое положения исполнительного механизма контурной системы программного управления относительно контура в процессе его воспроизведения; на фиг.9 представлены графики изменения во времени ошибки воспроизведения контура (а) и скорости воспроизведения контура (б) в предлагаемом устройстве и в устройстве -прототипе, Контурная система программного управления (фиг,1) содержит две следящие системы, каждая из которых включает в себя четыре реверсивных счетчика 1-4, цифроаналоговый преобразователь 5, привод 6, датчик 7 положения исполнительного механизма, триггер 8 знака направления заданного движения, два коммутатора 9. 10 и шесть элементов 11 — 16, а также общие для контурной системы интерполятор 17, управляемый генератор импульсов 18, снабженный выходами 19 и 20, блок 21 сравнения, имеющий выходы 22, 23 и 24, блок 25 задания максимально допустимой ошибки, блок

26 вычисления ошибки воспроизведения контура; два двоичных умножителя 27, 28 и пересчетную схему 29.

Реверсивные счетчики 1 предназначены для определения текущих ошибок д, и

Оу следящих систем по двум координатам х и у соответственно:

1800446 равляющих сигналов о„и а следящихсистем по координатам х и у согласно соотношениям

a(t) = @(t) — ф fnT)sign (t) = g(t)+g(nTjsign —, dt

10 где ф (nT) — корректирующие сигналы.

Выходы реверсивных счетчиков 2 подключены ко входам цифро-аналоговых преобразователей 5. Цифра-аналоговые преобразователи предназначены для преобразования управля- 15 ющих сигналов (Ь и оу, представленных в цифровом виде, в аналоговую форму.

Цифра-аналоговые преобразователи 5 могут быть выполнены, например, в виде преобразователей кода во временной интервал. 20

Выходы цифра-аналоговых преобразователей 5 соединены со входами приводов

6. Каждый привод 6 включает усилитель мощности, двигатель и исполнительный механизм. При построении цифра-аналоговых 25 преобразователей 5 в виде преобразователей кода во временной интервал в качестве усилителя мощности, входящего в состав привода 6, может быть использован, в частности, усилитель, работающих в режиме 30 класса 0 (в режиме переключений).

Выходы приводов 6 связаны с датчиками 7 положения. Датчики положения предназначены для преобразования перемещений вдоль каждой координаты, 35 пропорциональные текущим углам поворота двигателей, в унитарный код — последовательности импульсов, текущие числа которых определяют координаты хг(т) и y>(t) фактического положения исполнительного 40 механизма контурной системы в момент времени t. Каждый из датчиков 7 положения снабжен двумя выходами, один из которых определяет перемещение исполнительного механизма в положительном 45 направлении, а другой — в отрицательном направлении, Выход датчика 7 положения исполнительного механизма каждой следящей системы, соответствующий положительному направлению движения исполнительного механизма, подключен к одному из двух входов элемента 11 ИЛИ этой же следящей системы, а выход датчика 7 положения, каждой следящей системы, соответствующий отрицательному 55 направлению движения исполнительного механизма, подключен к одному из двух входов элемента 12 ИЛИ этой же следящей системы.

Реверсивные счетчики 2 каждой следящей системы снабжены входами передачи параллельного кода. Вход передачи параллельного кода реверсивного счетчика

2 каждой следящей системы связан с первым выходом коммутатора 9 этой же следящей системы.

Коммутатор 9 предназначен для обеспечения периодической передачи с периодом времени Т содержимого одного из двух реверсивных счетчиков 3 или 4 в прямом параллельном коде в реверсивный счетчик 2 соответствующей следящей системы, а также для передачи состояния триггера 8 знака направления заданного движения в блок 26 вычисления ошибки воспроизведения. С этой целью каждый блок 9 содержит два входа передачи параллельного кода, подключенные к выходам всех N разрядов двух реверсивных счетчиков 3 и 4 и снабжен тремя управляющими входами. Первые управляющие входы обоих блоков 9 объединены между собой и подключены к выходу 19 управляемого генератора 18, Два других управляющих входа блока 9 каждой следящей системы подключены к выходам триггера 8 знака другой следящей системы, Для обеспечения связи двух выходов каждого триггера 8 с блоком 26 через блоки 9 последние снабжены дополнительными вторым и третьим выходами, Коммутатор 9 может быть выполнен, например, так, как показано на фиг,2. Блок содержит одну группу логических элементов, включающих элементы 30 и 31 И и элемент 32 ИЛИ, вторую группу элементов, включающих элементы 33 и 34 И и элемент

35 ИЛИ, а также элементы 36 и 37 И. Каждый элемент 32 ИЛИ имеет два входа, соединенные с выходом элементов 30 и 31 И, а элемент 35 ИЛИ имеет два входа, соединенные с выходами 33 и 34 элементов И. Каждый элемент 30, 31, 33,34 в двух группах логических элементов имеет три входа, а элементы

36 и 37 имеют два входа, Первые входы всех элементов 30, 31, 33, 34, 36, 37 объединены между собой и образуют управляющий вход

38 блока вентилей. Вторые входы всех элементов 30, 33, 36 объединены между собой и образуют управляющий вход 39. Вторые входы всех элементов 31, 34, 37 объединены между собой и образуют управляющий вход

40. Совокупность третьих входов всех элементов 30, 33 образуют первый вход передачи параллельного кода, а совокупность входов всех элементов 31, 34 образуют второй вход передачи параллельного кода. При этом число элементов 30, 31, 33, 34 одинаково и равно числу N разрядов реверсивных счетчиков 1 — 4 (фиг.1), включая старший N-й

1800446 разряд (разряд знака), причем для координаты х третий вход каждого элемента 30 (фиг.2) подключен к нулевому выходу триггера соответствующего разряда реверсивного счетчика 4 (фиг.1), а третий вход каждого элемента 33 (фиг,2) — к единичному выходу триггера соответствующего разряда этого же счетчика 4(фиг.1), аналогично третий вход каждого элемента 31 (фиг.2) подключен к нулевому выходу триггера соответствующего триггера соответствующего разряда реверсивного счетчика 3 (фиг.1), а третий вход каждого элемента 34 (фиг,2) — к единичному выходу триггера соответствующего разряда этого же счетчика 3 (фиг.1). Для координаты у третий вход каждого элемента

30 (фиг.2) подключен к нулевому выходу триггера соответствующего разряда реверсивного счетчика 3 (фиг.1), а третий вход каждого элемента 33 (фиг.2) — к единичному выходу триггера соответствующего разряда этого же счетчика 3 (фиг,1), аналогично, третий вход каждого элемента 31 (фиг,2) подключен к нулевому выходу триггера соответствующего разряда реверсивного счетчика 4 (фиг,1), а третий вход каждого элемента 34 (фиг,2) — к единичному выходу триггера соответствующего разряда этого же счетчика 4 (фиг,1). Управляющий вход 38 (фиг,2) блока 9 вентилей (фиг,1) подключен к выходу 19 управляемого генератора 18, Управляющий вход 39 (фиг,2) подключен к нулевому выходу триггера 8 знака (фиг,1), а управляющий вход 40 (фиг,2) подключен к единичному выходу этого же триггера 8 (фиг.1). Совокупность выходов всех элементов 32, 35 (фиг.2) образует первый выход коммутатора 9 (фиг.1), причем выходы элементов 32 (фиг.2) служат для подключения к нулевым входам триггеров соответствующих разрядов реверсивного счетчика 2 (фиг.1), а выходы элементов 35 (фиг,2) служат для подключения к единичным входам этих же триггеров разрядов. Выходы элементов 36 и 37 образуют соответственно вторые и третьи выходы блока 9 вентилей (фиг.1), соединенные со входами блока 26 вычисления ошибки воспроизведения, Триггеры 8 знака направления заданного движения, выходы которых связаны с коммутатором 9, предназначены для определения текущего знака направления

sign

dх1 . dy и sign d движения вдоль

dt б соответствующей координаты х и у. С этой целью нулевой вход одного триггера 8 подключен к выходу интерполятора 17 координаты х, соответствующему положительному направлению движения по этой координате, а единичный вход этого же триггера подключен к выходу интерполятора 17 этой же координаты, соответствующему отрицател ь5 ному направлению. Аналогичным образом нулевой и единичный входы другого триггера 8 подключены к выходам интерполятора 17 координаты у соответствующим положительному и отрицательному направ10 лениям движения вдоль этой координаты.

Двоичный умножитель 27 предназначен для определения произведения абсолютного значения ошибки 16x(nT) I по координате х, определяемой периодически в дискрет15 ные моменты времени t = nT, и абсолютного значения Ip з1п (nT)I, где угол р (nT) есть угол между направлением касательной к контуру в т. Р> и направлением оси ох в момент времени с = nT (см.фиг,8).

20 Двоичный умножитель 28 предназначен для определения произведения абсолютного значения ошибки Ig(nT) I по координате у, определяемой в те же дискретные моменты времени t = nT. и абсолютного значения

25 величины cos p (nT). Двоичный умножитель

27снабжен входом передачи параллельного кода, предназначенным для ввода абсолютной величины IBx(nT) I, a двоичный умножитель 28 — аналогичным входом, 30 предназначенным для ввода абсолютной величины ду(пТ) I. Двоичный умножитель

27 снабжен двумя другими входами, которые предназначены для ввода абсолютной величины Ihy(nT) I, представленной в уни35 тарном коде и представляющей собой приращение по координате у, отнесенное к моменту времени (см.фиг,8). Двоичный умножитель 28 также снабжен двумя другими входами, которые предназначены для ввода

40 абсолютной величины Ih,x(nT)l, представленной в унитарном коде и представляющей собой приращение по координате х, отнесенное к тому же моменту времени t = пТ, Каждый двоичный умножитель 27 и 28 снаб45 жен также входом начальной установки.

Входы передачи параллельного кода двоичных умножителей 27 и 28 соединены с выходами соответствующего коммутатора

50 10. Два других входа двоичного умножителя

27 подключены к двум выходам по координате у интерполятора 17, а два других входа двоичного умножителя 28 — к двум выходам по координате х интерполятора 17. Входы

55 начальной установки обоих двоичных умножителей 27 и 28 объединены с управляющими входами блоков 10 вентилей и связаны с выходом 19 управляемого генератора 18, а выходы этих же двоичных умножителей со1800446

1 (фиг.1), отводимых под абсолютное значение ошибки д(имеется в виду ошибка дх или 15 ду без учета старшего знакового разряда), Делитель 41 частоты (фиг,3) имеет вход 46, подключенный к выходу элемента 45 ИЛИ, и вход 47 начальной установки. Выходы делителя 41 связаны с одними входами группы 20 элементов 43 И, другие входы которых соединены с единичными выходами триггеров разрядов регистра 42, Выходы всех элементов 43 И соединены со входами элемента 44

ИЛИ. Выход элемента 44 ИЛИ образует выход 25 единены со входами блока 26 вычисления ошибки воспроизведения.

Оба двоичных умножителя 27 и 28 могут быть выполнены однотипными в соответствии со схемой, представленной на фиг.3.

Двоичный умножитель содержит делитель

41 частоты, регистр 42, группу элементов 43

И, элемент 44 ИЛИ и элемент 45 ИЛИ. Регистр 42 предназначен для запоминания в прямом параллельном коде абсолютной величины ошибки (д (nT) l. Регистр выполнен на триггерах и содержит N-1 разрядов, равных числу разрядов в реверсивном счетчике двоичного умножителя, вход 47 начальной установки делителя 41 частоты образует вход начальной установки двоичного умножителя, единичные и нулевые входы триггеров разрядов регистра 42 образуют вход передачи параллельного кода, а два входа элемента 45 ИЛИ образуют два входа двоичного умножителя, которые предназначены для подключения к соответствующим двум выходам интерполятора 17 (фиг.1).

Коммутатор 10, одни выходы которых связаны со входами передачи параллельного кода двоичных умножителей 27 и 28, своими входами подключены к выходам разрядов реверсивных счетчиков 1 Коммутатор 10 предназначен для передачи абсолютного значения ошибки 10 (nT)l из реверсивных счетчиков 1 в прямом параллельном коде в соответствующие двоичные умножители в дискретные моменты времени t = пТ, а также для передачи в соответствующие дискретные моменты времени состояния триггера старшего N-го разряда реверсивного счетчика 1 определяющее знак величины ошибки sign д (пТ), в блок 26 вычисления ошибки воспроизведения.

Каждый коммутатор 10 в принципе может быть выполнен точно так же, как и коммутатор 9 в соответствии со схемой, изображенной на фиг.2. В этом случае первый вход передачи параллельного кода коммутатора 10, образуемый третьими входами всех элементов 30, 33 (фиг.2) служит для передачи прямого кода содержимого реверсивного счетчика 1 (фиг.1), а второй вход

55 передачи параллельного кода коммутатора

10, образуемый третьими входами элементов 31, 34 (фиг.2), служит для передачи обратного кода содержимого того же реверсивного счетчика 1 (фиг,1). С этой целью третий вход каждого элемента 31 (фиг.2) объединяется с третьим входом одного элемента 33 и подключается к единичному выходу одного из N-1 триггеров разряда реверсивного счетчика 1 (фиг.1), за исключением старшего N-ro разряда (разряда знака), а третий вход каждого элемента 30 (фиг.2) объединяется с третьим входом одного элемента 34 и подключается к нулевому выходу триггера соответствующего N-1 разрядов реверсивного счетчика 1 (фиг,1), за исключением старшего N-го разряда (разряда знака). Нулевой же выход старшего N-го триггера разряда реверсивного счетчика 1 подключается ко входу 39 (фиг.2), а единичный выход этого же триггера подключается ко входу 40. При этом каждый из N-1 выходов элементов 32 подключается к нулевому входу соответствующего триггера разряда регистра 42 (фиг.3), входящего в состав двоичного умножителя, а каждый из N-1 выходов элементов 35 (фиг.2) подключается к единичному входу соответствующего триггера разряда регистра 42 (фиг,3). Выходы же элементов 36 и 37 (фиг,2) в данном случае образуют соответственно вторые и третьи выходы коммутатора 10 (фиг.1), соединенные со входами блока 26 вычисления ошибки воспроизведения, Блок 26 вычисления ошибки воспроизведения контура, со входами которого соединены вторые и третьи выходы блоков 9 вентилей, вторые и третьи выходы обоих коммутаторов 10 и выходы двоичных умножителей 27 и 28, предназначен для получения в унитарном коде ошибки воспроизведения е в каждый дискретный момент времени t = nT в соответствии с выражением е(пТ) = дх(пТ)сов фпТ) — ду(п T)sin p (пТ). (6)

Блок 26 вычисления ошибки воспроизведения контура снабжен двумя выходами, связанными с двумя входами блока 21 сравнения, и предназначенными для передачи в унитарном коде в блок сравнения величины

e(n T). Пример выполнения блока 26 вычисления ошибки воспроизведения показан на фиг.4. Блок вычисления ошибки воспроизведения контура содержит четыре триггера

48 — 51, которые п редназначен ы для за поминания в каждый дискретный момент времени

t = пТ знаков ошибок sign д,(пТ), sign ду(пТ) и знаков направления движения вдоль каж1800446

12 у1 мен

sign I t = n T, а также восемь элементов

dt

52 — 59 И и два элемента 60, 61 ИЛИ, причем 5 (фиг триггеры 48 и 50 предназначены для запоминания знаков sign д, (пТ) и sign ду(пТ) соед соответственно, а триггеры 49 и 51 — для оши б х1 для запоминания знаков sign

dt

AT N и

dxi с за

sign I t = nT соответственно. Нулевой

dt и единичный входы триггера 48 соединены пар соответственно с выходами элементов 36 и (n

37 коммутатора 10 (фиг,2), предназначенного для передачи параллельного кода ошибки д,, а нулевой и единичный входы триггера 50 этои (фиг.4) соединены соответственно с выходами элементов 36 и 37 блока 10 вентилей сна (фиг,2), предназначенного для передачи па- 0 вых

- 20 вых раллельного кода ошибки ду, Нулевой и еди- чин ничный входы триггера 49 (фиг.4) соединены 23 соответственно с выходами элементов 36 и код

37 того блока вентилей (фиг.2), входы 39 и 40 со которого связаны с выходами триггера 8 5 вых

25 знака направления движения (фиг.1) вдоль, вхо координаты у, а нулевой и единичный входы чен триггера 51 (фиг.4) соединены соответствен- Л(п но с выходами элементов 36 и 37 того блока бло вентилей (фиг,2), входы 39 и 40 которого нач

30 связаны с выходами триггера.8 знака на- ход правления движения (фиг,1) вдоль координаты х.

Каждый элемент 52 — 59 И (фиг.4) снаб- Это жен тремя входами. При этом первые входы 35 чик элементов 52 и 54 объединены между собой и д и подключены к нулевому выходу триггера рев

48, а первые входы элементов 53 и 55 объе- меж динены между собой и подключены к еди- дов ничному выходу триггера 48, вторые входы сра

40 элементов 52 и 55 объединены между собой вых и подключены к нулевому выходу триггера вых

49, а вторые входы элементов 53 и 54 объе- рои динены между собой и подключены к еди- вер ничному выходу триггера 49, третьи входы объ

45 элементов 52, 53, 54 и 55 объединены между из собой и образуют вход блока 26 вычисления вхо ошибки воспроизведения (фиг.1), с которым под связан выход элементы 44 (фиг.3), входяще- явл го в состав двоичного умножителя 27 (фиг.1), ош

Аналогичным образом подключены к пер выходам триггеров 50 и 51 (фиг.4) первые и 63 вторые входы элементов 56, 57, 58 и 59. 66

Третьи же входы этих элементов объединв- ни ны между собой и образуют вход блока 26 хо

55 х вычисления ошибки воспроизведения ост (фиг.1), с которым связан выход элемента 44 Вь (фиг.3), входящего в состав двоичного умножителя 28 (фиг.1), Выходы элементов 52, 53, вы

58 и 59 (фиг.4) связаны со входами зяамвнта щи

d х1 дой из координат sign

dt

I t= nT, 60, а выходы элементов 54, 55, 56 и 57 связаны со входами элемента 61, Выходы элетов 60 и 61 образуют выходы блока 26 исления ошибки воспроизведения .1).

Блок 21 сравнения, два входа которых инены с выходом блока 26 вычисления бки воспроизведения, предназначен сравнения ошибки воспроизведения

) B дискретные моменты времени t = пТ данной максимально допустимой ошибео (см,фиг,8) и получения в унитарном и аллельном двоичном кодах величины

T) превышения ошибки воспроизведея (nT) над максимально допустимой бкой ео согласно соотношениям (2). С целью блок 21 связан с блоком 25 задамаксимально допустимой ошибки и бжен тремя выходами 22, 23 и 24, причем од 22 предназначен для передачи велиы Л(пТ) в параллельном коде, а выходы и 24 — этой же величины в унитарном е. Выход 22 блока сравнения соединен входом управляемого генератора 18, а оды 23 и 24 этого же блока соединены со дами пересчетной схемы 29. Для обеспеия возможности получения величины

T) в дискретные моменты времени t = пТ к 21 сравнения снабжен также входом альной установки, подключенным к выу 19 управляемого генератора 18, Блок 21 сравнения может быть выпол, например, так, как показано на фиг,5. т блок содержит три реверсивных счета 62. 63, 64, триггер 65, элемент 66 ИЛИ ва элемента 67, 68 И. Входы сложения ерсивных счетчиков 62 и 63 объединены ду собой, связаны с одним из двух вхоэлемента 67 И и образуют вход, блока 21 внения (фиг.1), к которому подключен од элемента 60 ИЛИ (фиг,4), являющийся одом блока 26 вычисления ошибки воспзведения (фиг,1), Входы вычитания ресивных счетчиков 62 и 63 (фиг.5) также единены между собой, связаны с одним двух входов элемента 68 И и образуют д блока 21 сравнения (фиг,1), к которому ключен выход элемента 61 ИЛИ (фиг,4), яющийся выходом блока 26 вычисления ибки воспроизведения (фиг.1), Выходы еполнения реверсивных счетчиков 62 и (фиг.5) соединены со входами элемента

ИЛИ, выход которого подключен к едичному входу триггера 65. Единичный выд этого триггера соединен с двумя альными входами элементов 67 и 68 И.

ixop элемента 67 И связан со входом слония реверсивного счетчика 64 и образует ход 23 (фиг.1) блока 21 сравнения, являюйся одним из двух выходов для передачи

1800446

15 (8) Реверсивные счетчики 62 и 63 (фиг.5) 20 снабжены соответственно входами 69 и 70

30

М1 1+1092 ео (7) в унитарном коде положительного значения величины Л(пТ), которая определяется согласно формуле (4). Выход элемента 68 И (фиг.5) связан со входом вычитания реверсивного счетчика 64 и образует выход 24 (фиг.1) блока 21 сравнения, являющийся вторым выходом для передачи в унитарном коде отрицательного значения величины Л (nTj.

Выходы разрядов реверсивного счетчика 64(фиг.5) образуют выход 22 (фиг.1) блока

21 сравнения. Этот выход служит для передачи параллельного кода величины Л(пТ).

Реверсивный счетчик 64 (фиг.5) так же, как и реверсивные счетчики 62 и 63 снабжены входами установки в "0", Эти входы объединены между собой, связаны с нулевым входом триггера 65 и образуют вход начальной установки блока 21 сравнения (фиг.1), параллельной передачи кода, причем вход

69 служит для передачи прямого параллельного кода величины ео, а вход 70 — для передачи обратного параллельного кода этой же величины, Число разрядов реверсивных счетчиков 62, 63 определяется из соотношения а число разрядов реверсивного счетчика 64 равно числу N, причем старший разряд этого счетчика является знаковым.

Блок 25 задания максимально допустимой ошибки может быть достаточно просто выполнен на переключательных элементах так, как показано на фиг.б. Этот блок содержит группу двухполюсных переключателей

71, число которых равняется числу реверсивных счетчиков 62 и 63 (фиг.5). При этом положение переключателей 71 однозначно определяется кодом величины оо . Контакты

72 и 73 всех переключателей 71 объединены между собой и подключены к шине логического "0", а контакты 74 и 75 этих же переключателей также объединены между собой и подключены к шине логической "1", Выходы средних точек 76 и 77 всех переключателей 71 образуют выход блока 25 задания максимально допустимой ошибки (фиг.1), причем выходы средних точек 76 служат для передачи прямого кода величины яо и соединены со входом 69 (фиг.5) блока 21 сравнения (фиг.1), а выходы средних точек 77 (фиг.б) всех переключателей 71 служат для передачи обратного кода величины ео и соединены со входом 70 (фиг.5) блока сравнения (фиг.1). Число групп двухполюсных переключателей 71 (фиг.б) равно числу N1

55 разрядов реверсивных счетчиков 62 и 63 (фиг.5), Управляемый генератор 18 (фиг.1), вход которого соединен с выходом 22 блока 21, предназначен для задания темпа работы интерполятора 17, определяемого частотой

f следования импульсов в зависимости от величины Ь(пТ) согласно формуле (3), а также для задания дискретных моментов времени t = nT с периодом

С этой целью управляемый генератор снабжен двумя выходами 19 и 20, причем выход

19 служит выходом для задания дискретных моментов времени t = nT, а выход 20 служит выходом для задания темпа работы интерполятора 17, Пример выполнения управляемого генератора 18 показан на фиг.7, Управляемый генератор состоит из задающего генератора 78, двоичного умножителя 79, делителя

80 частоты и блока 81 вентилей. Блок 81 вентилей снабжен управляющим входом, который подключен к выходу делителя 80 частоты, а также входом передачи параллельного кода, образующим вход управляемого генератора 18 (фиг.1). Блок 81 (фиг,7) может быть выполнен так, как показано на фиг.2. При этом единичные выходы всех разрядов (за исключением старшего разряда) реверсивного счетчика 64(фиг.5), входящего в состав блока 21 сравнения (фиг.1), связаны с третьими входами элементов 34 И (фиг.2), нулевые выходы указанных разрядов реверсивного счетчика 64 (фиг,5) связаны с третьими входами элементов 31 И (фиг.2), нулевой выход старшего разряда (разряда знака) реверсивного счетчика 64 (фиг.5) соединен со входом 39 (фиг,2), единичный выход старшего разряда счетчика 64 (фиг.5) соединен со входом 40 (фиг,2). Вход 38 служит управляющим входом блока 81 вентилей (фиг.7). Выход блока 81 вентилей подключен к одному входу двоичного умножителя 79, К другому входу этого двоичного умножителя подключен задающий генератор 78, Двоичный умножитель 79 может быть выполнен по схеме, показанной на фиг.3. При выполнении указанного двоичного умножителя по схеме, показанной на фиг.3, с блока 81 вентилей, выполненной по схеме, показанной на фиг,2, выходы элементов 32 ИЛИ(фиг.2) должны быть связаны с нулевыми входами триггеров разрядов регистра 42 (фиг.3), а выходы элементов 35

ИЛИ (фиг.2) должны быть связаны с единичными входами триггеров разрядов регистра

1800446 жительному единичному приращению величины К Л(пТ), где К < 1 — коэффициент пересчета. Два других входа элементов 14 и 15

ИЛИ обеих следящих систем объединены

5 между собой и соединены с выходом пересчетной схемы 29, соответствующим отрицательному единичному приращению величины К Л (nT).

Пересчетная схема 29 может быть вы0 полнена, например, в виде двух однотипных делителей частоты или двоичных умножителей. В последнем случае двоичный умножитель может быть выполнен как показано на фиг,3. При этом регистр 42 служит для зада15 ния величины коэффициента К, причем сам регистр 42 может быть выполнен на переключательных элементах аналогично схеме блока задания максимально допустимой ошибки, показанной на фиг.6, 20 Выход элемента 13 ИЛИ (фиг,1) данной следящей системы связан с суммирующим входом реверсивного счетчика 3 этой же следящей системы, а выход элемента 14 ИЛИ данной следящей системы связан с вычитаю25 щим входом реверсивного счетчика 3 указанной следящей системы. Выход элемента

15 ИЛИ данной следящей системы связан с суммирующим входом реверсивного счетчика 4 этой же следящей системы, а выход

30 элемента 16 ИЛИ данной следящей системы связан с вычитающим входом реверсивного счетчика 4 указанной следящей системы.

Реверсивный счетчик 3 следящей системы по координате х предназначен для опре35 деления в дискретные моменты времени величины

C+ (nT) = дх(пТ)+ (пТ); (9) 40 реверсивный счетчик 4 следящей системы по координате х предназначен для определения в дискретные моменты времени величины

9 (nT) = дх(пТ) — ((пТ);

45 (10) 6 (пТ) = ду(пT)+ ((ïÒ); реверсивный счетчик 4 следящей системы

55 по координате у предназначен для определения в дискретные моменты времени величины

И (пТ) = ду(пТ)+ ((nT); (12) 42 (фиг,3). При этом задающий генератор 78 (фиг.7) должен быть соединен с одним из входов элемента 45 ИЛИ (фиг.3), Выход элемента 44 ИЛИ является выходом двоичного умножителя 79 (фиг.7) и образует выход 20 (фиг.1) управляемого генератора 18. Этот выход связан со входом делителя частоты (фиг.7), Выход этого делителя частоты образует выход 19 (фиг.1) управляемого генератора 18, Выход 20 управляемого генератора 1

18 подключен ко входу интерполятора 17.

Интерполятор предназначен для формирования в унитарном коде заданных значений х (т), у (т) положения исполнительного механизма контурной системы программного управления в каждый текущий момент времени с по координатам х и у. В качестве интерполятора 17 может быть использован, в частности, линейный интерполятор. В этом случае он может быть выполнен на базе двух однотипных двоичных умножителей, имеющих общий делитель частоты, к входу которого должен быть подключен выход 20 управляемого генератора 18, Интерполятор 17 снабжен двумя выходами для передачи в унитарном коде величины x>(t) и двумя выходами для передачи в унитарном коде величины у (1). При этом один из двух выходов для передачи величины хф) предназначен для передачи единичных положительных приращений этой величины, а другой — для передачи единичных отрицательных приращений указанной величины, один из двух выходов для передачи величины у (1) предназначен для передачи единичных положительных приращений этой величины, а другой — для передачи единичных отрицательных приращений данной величины. Каждый из двух выходов интерполятора 17 соответствующий положительному приращению заданного положения исполнительного механизма по данной координате соединен со вторым входом элемента 12 ИЛИ следящей системы этой же координаты, а каждый из двух выходов интерполятора, соответствующий отрицательному приращению заданного положения исполнительного механизма соединен со вторым входом элемента 11 ИЛИ следящей системы этой же координаты.

К выходу элемента 11 ИЛИ каждой следящей системы подключены одни входы элементов 13, 15 ИЛИ этой же следящей системы, к выходу элемента 12 ИЛИ каждой следящей системы подключены одни входы элементов 14, 16 ИЛИ этой же следящей системы. Два других входа элементов 13, 16

ИЛИ обеих следящих систем объединены между собой и соединены с выходом пересчетной схемы 29, соответствующим полореверсивный счетчик 3 следящей системы по координате у предназначен для определения в дискретные моменты времени величины

1800446 где величина ф (пТ) в формулах (7) — (10) определяется соотношением

n — 1 ((n7) = К Х Ь(пТ), (13) ! =1 которое является дискретным аналогом корректирующей величины типа интеграла

К ) Л(t)dt. о

Контурная система программного управления работает следующим образом.

Перед началом работы проводятся следующие подготовительные операции, Во все реверсивные счетчики 1, 2, 3, 4 обеих следящих систем (фиг.1), реверсивные счетчики 62, 63,и 64 (фиг.5) блока 21 сравнения (фиг,1) и регистры 42 {фиг.3) двоичных умножителей 27, 28 (фиг.1) заносится число ноль.

В регистр 42 (фиг.3) двоичного умножителя 79 (фиг.7), входящего в состав управляемого генератора 17 (фиг.1), заносится число 2 В блоке 25 задания максимально допустимой ошибки устанавливается в двоичном коде число ео путем определенной комбинации положений двухполюсных переключателей 71 (фиг,6). При этом на выходе двоичного умножителя 79 (фиг.7) управляемого генератора 18 (фиг.1) возникает последовательность импульсов с частотой f < F, где F — частота задающего генератора 78 (фиг.7), а на выходе делителя 80 частоты — последовательность импульсов с частотой fo = 1/Т, где период Т связан с величиной 1 зависимостью (8). Последовательность импульсов с частотой f с выхода 20 (фиг.1) поступает на вход интерполятора 17, а последовательность импульсов с частотой f, с выхода 19 поступает на первые управляющие входы обоих блоков 9 вентилей, на управляющие входы обоих блоков 10 вентилей, на входы начальной установки двоичных умножителей 27 и 28 и блока 21 сравнения. В результате на выходах интерполятора 17 образуются последовательности импульсов, представляющие собой унитарные коды заданного перемещения х1(т) и у1(т) исполнительного механизма по координатам х, у в текущий момент времени

t. Пр