Система адаптивного управления электрогидравлическим следящим приводом

Система адаптивного управления электрогидравлическим следящим приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике автоматического управления полетом летательных аппаратов и может использоваться для улучшения функциональных характеристик привода и для быстрой адаптации систем управления при изменении свойств объектов управления.

Известен электрогидравлический следящий привод (ЭГСП) с непосредственным управлением [1], содержащий последовательно соединенные задатчик, первый и второй предварительные усилители-сумматоры, усилитель мощности (УМ), включенный на обмотку управления линейным электродвигателем (ЛЭД) непосредственно перемещающего посредством якоря шток золотника гидрораспределителя, соединенного с гидроцилиндром, на штоке которого установлен датчик обратной связи (ДОС), выход которого соединен с вторым входом первого предварительного усилителя-сумматора, а также ДОС положения золотника гидродвигателя, механически сцепленного с штоком золотника, выходной сигнал с которого подается на второй вход второго предварительного усилителя-сумматора, образуя замкнутый контур следящего привода рулевой машинки (РМ).

Статические характеристики ЛЭД непосредственного управления силовым гидрораспределителем (золотником гидродвигателя) имеют отклонения от линейной зависимости за счет действия внешних сил на золотник гидродвигателя, таких как трение, сопротивление, гидродинамические силы и т.д.

С увеличением мощности гидродвигателя растет и мощность ЛЭД, а следовательно, возрастают внешние силы сопротивления.

Недостатком известного привода является большая электрическая мощность управления золотником гидродвигателя, которая подводится к ЛЭД и расходуется на непосредственное перемещение силового золотникового гидрораспределителя, то есть золотника гидродвигателя, и должна включать в себя дополнительную мощность, которая расходуется на срезание посторонних частиц в гильзе золотника, например стружки или продуктов загрязнения рабочей жидкости.

В однокаскадном гидроусилителе при перемещении золотника гидродвигателя «сухое трение» значительно. Это обстоятельство приводит к возникновению «зоны нечувствительности» в электрическом канале управления, что снижает статическую и динамическую точность следящего привода.

Известен ЭГСП с непосредственным управлением [2], содержащий исполнительный гидродвигатель, на штоке которого установлен ДОС, и последовательно соединенные задатчик положения гидродвигателя, первый предварительный усилитель-сумматор и следящий привод РМ, содержащий последовательно соединительные, второй предварительный усилитель-сумматор и УМ, подключенный к обмотке управления ЛЭД, якорь которого соединен с золотником непосредственного управления гидродвигателем, а также ДОС РМ, связанный со штоком золотника гидродвигателя, выход которого подключен ко второму входу второго предварительного усилителя-сумматора, выход ДОС гидродвигателя подключен ко второму входу первого предварительного усилителя-сумматора, обратная связь по току обмотки управления ЛЭД подключена ко второму входу УМ.

К недостаткам известного привода следует отнести наличие нелинейных статических характеристик его отдельных узлов. Гидродинамические силы и силы трения, действующие на золотник гидродвигателя, вносят нелинейный характер изменений в статические характеристики привода. «Сухое трение» вносит «зону нечувствительности» в нелинейную статическую характеристику ЛЭД, а действие гидродинамических сил искажает линейный характер этой характеристики. С увеличением расхода жидкости через золотник гидродвигателя величина этих сил возрастает, а потому возрастает и нелинейный негативный эффект от их влияния.

К другим недостаткам известного привода следует отнести отсутствие астатизма в следящем приводе РМ. Последнее обстоятельство при наличии существенно нелинейной статической характеристики ЛЭД с зоной нечувствительности делает невозможным получение стабильных динамических и статистических характеристик привода в области малых входных управляющих сигналов.

Наиболее близким техническим решением является ЭГСП с непосредственным управлением [3] (прототип), содержащий сдвоенный золотник гидродвигателя, непосредственно управляющий сдвоенным исполнительным гидродвигателем, на штоке которого установлен ДОС (привод многоканальный и содержит две гидросистемы, но раскрыт только один из каналов управления) и последовательно соединенные задатчик положения гидродвигателя, первый предварительный усилитель-сумматор и следящий привод РМ, содержащий последовательно соединенные второй предварительный усилитель-сумматор и УМ, подключенный к обмотке управления ЛЭД непосредственного управления золотником, выход первого предварительного усилителя-сумматора соединен с входом второго предварительного усилителя-сумматора, ДОС гидродвигателя подключен ко второму входу первого предварительного усилителя, обратная связь по положению РМ подключена ко второму входу второго предварительного усилителя, обратная связь по току обмотки управления ЛЭД непосредственного управления золотником подключена ко второму входу УМ, модуль электрогидравлического усилителя, включающий в себя двухсистемную РМ со сдвоенным золотником РМ и датчиком постоянного тока (ДПТ) положения штока РМ, а также корректирующие устройство с моделью, включающее в себя последовательно соединенные первый усилитель с регулируемым ограничением, интегратор, блок сравнения, второй усилитель с регулируемым ограничением, дифференцирующее звено в ограниченной полосе частот, третий усилитель с регулируемым ограничением, выход которого включен на третий вход второго предварительного усилителя-сумматора, входы первого усилителя с регулируемым ограничением соединены с выходами первого предварительного усилителя-сумматора, интегратора и второго усилителя с регулируемым ограничением, второй вход блока сравнения соединен с ДПТ положения РМ, шток сдвоенного золотника РМ соединен с якорем ЛЭД непосредственного управления золотником, а шток двухсистемной РМ соединен со штоком сдвоенного золотника гидродвигателя.

К недостаткам известного привода следует отнести чувствительность к действию нелинейных и параметрических возмущающих факторов.

Значительные статистические ошибки, вызванные наличием зоны нечувствительности в контуре управления, уменьшая тем самым чувствительность привода в области малых сигналов задания.

К другим недостаткам известного привода следует отнести невозможность быстрой адаптации систем управления при изменении свойств объектов управления.

К другим недостаткам известного привода следует отнести невысокую надежность.

Задачей изобретения является высокая эффективность применения адаптивных средств коррекции для придания системе управления определенных свойств нечувствительности к действию нелинейных и параметрических возмущающих факторов и возможность быстрой адаптации систем управления при изменении свойств объектов управления.

Задачей изобретения также является повышение надежности привода и увеличение скорости перемещения штока гидродвигателя, что обеспечивает сверхманевренность самолету.

Адаптивная система не только дает возможность выдержать в заданных пределах динамические характеристики системы, но и позволяет в 2÷4 раза уменьшить статистические ошибки, вызванные наличием зоны нечувствительности в контуре управления, повышая тем самым чувствительность привода в области малых сигналов задания (фиг.14, фиг.15, фиг.16).

Сущность заявляемого изобретения, возможность его осуществления и промышленного использования поясняются чертежами, представленными на фигурах, где:

на фиг.1 представлена функциональная схема канала адаптивного управления ЭГСП;

на фиг.2 представлена функциональная схема системы адаптивного управления ЭГСП;

на фиг.3 представлена функциональная схема PID-контроллера;

на фиг.4 представлена схема электрическая контроллера холодильника;

на фиг.5 представлена функциональная схема контроллера межмашинного обмена;

на фиг.6 представлен функциональный узел управления передачей;

на фиг.7 представлен функциональный узел управления приемом;

на фиг.8 представлена структура области двухпортового ОЗУ PID-контроллера;

на фиг.9 представлено направление сигналов при взаимодействии микроконвертера и PID-контроллера;

на фиг.10 представлена диаграмма взаимодействия микроконвертера и PID-контроллера;

на фиг.11 представлена временная диаграмма приема/передачи данных между микроконвертером и PID-контроллером;

на фиг.12, фиг.12а, фиг.12б, фиг.12в, фиг.12г, фиг.12д, фиг.12е, фиг.12ж, фиг.12з представлен алгоритм работы машины состояний PID-контроллера;

на фиг.13 представлена структурная схема алгоритма адаптивного управления ЭГСП;

на фиг.14 представлена амплитудно-фазовая частотная характеристика РМ;

на фиг.15 представлена амплитудно-фазовая частотная характеристика РМ (Р_н=200 атм);

на фиг.16 представлено сравнение амплитудно-фазовых частотных характеристик привода, снятых без нагрузки и с P_const=10 тс;

на фиг.17 представлен алгоритм построения адаптивного регулятора по второму этапу;

на фиг.18 представлена модель контура сервопривода;

на фиг.19 представлена упрощенная модель адаптивного регулятора сервопривода;

на фиг.20 представлены переходные процессы нелинейной модели сервопривода;

на фиг.21 представлена структурная схема алгоритма адаптивного управления ЭГСП в корректирующем устройстве;

на фиг.22, фиг.22а, фиг.22б, фиг.22в, фиг.22г, фиг.22д, фиг.22е, фиг.22ж представлен алгоритм работы машины состояний КМО;

на фиг.23. представлено направление сигналов при взаимодействии передатчика и приемника;

на фиг.24. представлена временная диаграмма взаимодействия передатчика и приемника;

на фиг.25. представлена временная диаграмма передачи данных.

Указанные преимущества заявляемой системы адаптивного управления ЭГСП перед прототипом достигаются за счет того, что система адаптивного управления электрогидравлическим следящим приводом (ЭГСП), содержащая первый 1 канал адаптивного управления (КАУ), включающий в себя сдвоенный золотник 2, управляющий сдвоенным исполнительным гидродвигателем 3, на штоке которого установлен датчик обратной связи 4, задатчик положения гидродвигателя 5, усилитель мощности 6, выход 7 которого является первым выходом КАУ 1 и подключен к обмотке управления 8 линейного электродвигателя (ЛЭД) 9, соединенного с модулем электрогидравлического усилителя 10, включающим в себя сдвоенный золотник рулевой машинки 11, соединенный с якорем линейного электродвигателя 9, и двухсистемную рулевую машинку 12, соединенную со сдвоенным золотником 2, на штоке которой установлен датчик постоянного тока 13 положения рулевой машинки, а также корректирующее устройство с моделью 14, причем сдвоенный золотник 2 соединен двумя двунаправленными входами-выходами с двумя двунаправленными входами-выходами сдвоенного исполнительного гидродвигателя 3, сдвоенный золотник рулевой машинки 11 соединен двумя двунаправленными входами-выходами с двумя двунаправленными входами-выходами двухсистемной рулевой машинкой 12, в который дополнительно введены процессор 15 и PID-контроллер 16, представляющие собой корректирующее устройство с моделью 14, генератор 17, МКО-контроллер 18, микроконвертер 19, термохолодильник 20, контроллер холодильника 21, элемент ИЛИ 22, первый 23 усилитель, второй 24 усилитель, третий 25 усилитель, четвертый 26 усилитель, пятый 27 усилитель, выход 28 которого соединен в первым входом микроконвертера 19, первый 29 выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 22, второй вход которого соединен с выходом 30 процессора 15, первый вход которого соединен с выходом 31 МКО-контроллера 18, первый 32 вход-выход которого соединен со входом-выходом задатчика 5, причем группа выходов 33 микроконвертера 19 соединена с первой группой входов PID-контроллера 16, группа выходов 34 которого соединена с первой группой входов микроконвертера 19, второй 35 выход которого соединен с первым входом контроллера холодильника 21, группа выходов 36 которого соединена со второй группой входов микроконвертера 19, второй вход которого соединен с выходом 37 второго 24 усилителя, вход которого соединен с выходом 38 датчика обратной связи 4 гидродвигателя и является первым входом КАУ1, причем группа входов-выходов 39 МКО-контроллера 18 является группой входов-выходов КАУ1 и соединена с группами входов-выходов PID-контроллера 16 и процессора 15, первая группа выходов 40 которого является первой группой выходов КАУ1 и соединена со второй группой входов PID-контроллера 16 и с первой группой входов МКО-контроллера 18, вторая 41 группа входов которого является второй группой выходов КАУ1 и соединена со второй группой выходов процессора 15 и с третьей группой входов PID-контроллера 16, выход 42 которого соединен со вторым входом процессора 15,третий вход которого является вторым 43 входом КАУ1, причем выход 44 линейного электродвигателя 9 является третьим входом КАУ1 и соединен со входом первого 23 усилителя, выход 45 которого соединен с третьим входом микроконвертера 19, четвертый 46 вход которого соединен с выходом третьего 25 усилителя, вход которого соединен с выходом 47 датчика постоянного тока 13 рулевой машинки и является четвертым входом КАУ1, выход 48 контроллера холодильника 21 соединен со входом термохолодильника 20, выход 49 которого соединен со вторым входом контроллера холодильника 21, выход 50 элемента ИЛИ 22 соединен со входом усилителя мощности 6, второй 51 и третий 52 выходы которого соединены соответственно со входами пятого 27 усилителя и четвертого 26 усилителя, выход 53 которого соединен с пятым входом микроконвертера 19, выход 54 генератора 17 соединен со входом PID-контроллера 16 и является вторым выходом КАУ1, и в нее дополнительно введены вторая 55, третья 56 и четвертая 57 обмотки ЛЭД, второй 58, третий 59, четвертый 60 датчики ДОС гидродвигателя, второй 61, третий 62, четвертый 63 датчики ДПТ РМ, второй 64, третий 65 и четвертый 66 каналы КАУ, первый 67, второй 68, третий 69, четвертый 70 контроллеры межмашинного обмена (КМО), первый 71, второй 72, третий 73, четвертый 74 передатчики, первый 75, второй 76, третий 77, четвертый 78, пятый 79, шестой 80, седьмой, 81 восьмой 82, девятый 83, десятый 84, одиннадцатый 85, двенадцатый 86 приемники, группы выходов которых соединены с первой 87, второй 88, третьей 89 группами входов первого 67, второго 68, третьего 69, четвертого 70 КМО соответственно, первые 90, вторые 91, третьи 92 выходы которых соединены с первыми входами приемников 75, 78, 81, 84, 76, 79, 82, 85, 77, 80, 83, 86 соответственно, причем второй вход первого 75 приемника соединен с выходом 93 второго передатчика, со вторыми входами восьмого 82 и одиннадцатого 85 приемников, выход 94 первого 71 передатчика соединен со вторыми входами четвертого 78, седьмого 81, десятого 84 приемников, выход 95 третьего 73 передатчика соединен со вторыми входами второго 76, пятого 79, двенадцатого 86 приемников, выход 96 четвертого 74 передатчика соединен со вторыми входами третьего 77, шестого 80, девятого 83 приемников, группы входов 97 первого 71, второго 72, третьего 73, четвертого 74 передатчиков соединены с группами выходов первого 67, второго 68, третьего 69, четвертого 70 КМО соответственно, четвертые 43 выходы которых соединены с первыми входами первого 1, второго 64, третьего 65, четвертого 66 КАУ соответственно, вторые 54 выходы которых соединены с первыми входами первого 67, второго 68, третьего 69, четвертого 70 КМО, адресные шины 40, шины данных 39 и управляющие шины 41 которых соединены с адресными шинами, шинами данных и управляющими шинами первого 1, второго 64, третьего 65, четвертого 66 КАУ, вторые входы второго 64, третьего 65 и четвертого 66 КАУ соединены с выходами второй 98, третьей 99 и четвертой 100 обмотками ЛЭД соответственно, входы 101, 102, 103 которых соединены с первыми выходами второго 64, третьего 65, четвертого 66 КАУ, третьи и четвертые входы которых соединены с выходами 104, 105, 106 вторых 58, третьих 59, четвертых 60 датчиков ДОС ГД и ДПТ РМ 107, 108, 109, 61, 62, 63 соответственно.

PID-контроллер 16 содержит первый 110 регистр, второй 111 регистр, третий 112 регистр, машину состояний 113, двухпортовое ОЗУ 114, первый 115 счетчик, второй 116 счетчик, первый 117 сдвиговый регистр, второй 118 сдвиговый регистр, первый 119 триггер, второй 120 триггер, третий 121 триггер, четвертый 122 триггер, пятый 123 триггер, преобразователь шины 124, первый 125 элемент ИЛИ, второй 126 элемент ИЛИ, третий 127 элемент ИЛИ, первый 128 элемент И, второй 129 элемент И, третий 130 элемент И, выход которого соединен с первым входом второго 126 элемента ИЛИ, выход которого соединен со сбросовым входом первого 115 счетчика, выход которого соединен с первым входом машины состояний 113, первая группа выходов которой соединена с группой входов первого 110 регистра, группа выходов которого соединена с первой группой входов машины состояний 113, вторая группа выходов которой соединена с группой входов второго 111 регистра, группа выходов которого соединена со второй группой входов машины состояний 113, а третий разряд группы соединен с первым входом первого 125 элемента ИЛИ, выход которого является первым сигналом группы выходов 34 PID-контроллера 16, второй сигнал которой соединен с выходом пятого триггера, информационный вход которого соединен с выходом второго 118 сдвигового регистра, информационный вход которого соединен с первым входом третьего 127 элемента ИЛИ и с выходом второго 129 элемента И, прямой вход которого соединен с выходом первого 119 триггера, информационным входом второго 120 триггера и инверсным входом первого 128 элемента И, выход которого соединен со вторым входом третьего 127 элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным информационным входом и сбросовым входом второго 116 счетчика, группа выходов которого соединена с группой входов третьего 130 элемента И, причем вход 54 PID-контроллера 16 соединен с тактовыми входами первого 110, второго 111 и третьего 112 регистров, первого 119, второго 120, третьего 121, четвертого 122, пятого 123 триггеров, первого 115 и второго 116 счетчиков, первого 117 и второго 118 сдвиговых регистров и вторым входом машины состояний 113, третья группа выходов которой соединена с группой входов третьего 112 регистра, группа выходов которого соединена с группой установочных входов второго 118 сдвигового регистра и третьей группой входов машины состояний 113, четвертая группа выходов которой соединена с первой группой входов двухпортового ОЗУ 114, вторая группа входов которого соединена с пятой группой выходов машины состояний 113, шестая группа выходов которой соединена с третьей группой входов двухпортового ОЗУ 114, группа выходов которого соединена с группой входов преобразователя шины 124 и с четвертой группой входов машины состояний 113, седьмая группа выходов которой соединена с четвертой группой входов двухпортового ОЗУ 114, пятая группа входов которого соединена с восьмой группой выходов машины состояний 113, пятая группа входов которой соединена с группой выходов первого 117 сдвигового регистра, информационный вход которого соединен с выходом четвертого 122 триггера, информационный вход которого соединен с первым сигналом первой группы входов 33 PID-контроллера 16, второй сигнал которой соединен с информационным входом третьего 121 триггера, выход которого соединен с информационным входом первого 115 счетчика, третьим входом машины состояний 113 и вторым инверсным входом второго 126 элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом третьего 127 элемента ИЛИ, разрешающим входом второго 118 сдвигового регистра, со сбросовым входом пятого 123 триггера и выходом машины состояний 113, четвертый вход которой соединен со вторым входом первого 125 элемента ИЛИ, со сбросовыми входами первого 110 и второго 111 регистров и является первым сигналом третьей 41 группы входов, второй и третий сигналы которой соединены с преобразователем шины 124 и шестой группой входов двухпортового ОЗУ 114, седьмая группа входов которого является четвертым и пятым сигналами третьей 41 группы входов PID-контроллера 16, вход-выход 39 которого соединен со входом-выходом преобразователя шины 124, группа выходов которого соединена с восьмой группой входов двухпортового ОЗУ 114, девятая и десятая группы входов которого являются второй 40 группой входов PID-контроллера 16, третий сигнал первой 33 группы входов которого соединен с информационным входом первого 119 триггера, причем выход второго 120 триггера соединен с прямым входом первого 128 элемента И и инверсным входом второго 129 элемента И.

Контроллер холодильника 21 содержит ключевую схему 131, операционный усилитель 132, первый 133, второй 134, третий 135 транзисторы, первый 136, второй 137, третий 138, четвертый 139, пятый 140, шестой 141, седьмой 142, восьмой 143, девятый 144, десятый 145, одиннадцатый 146, двенадцатый 147, тринадцатый 148 резисторы, диод 149, первый 150, второй 151, третий 152, четвертый 153, пятый 154, шестой 155, седьмой 156 конденсаторы, первый контакт которого соединен со вторым контактом тринадцатого 148 резистора и является первым сигналом группы выходов 36, второй сигнал которой соединен со вторым контактом двенадцатого 147 резистора и с первым контактом шестого 155 конденсатора, второй контакт которого соединен со вторыми контактами первого 150, второго 151, третьего 152, четвертого 153, пятого 154, седьмого 156 конденсаторов, второго 137, шестого 141, седьмого 142, девятого 144, одиннадцатого 146 резисторов, с первым контактом диода 149, с «эммиторами» второго 134 и третьего 135 транзисторов, с четвертым контактом операционного усилителя 132 и является «общим проводом», первый 35 вход контроллера холодильника 21 соединен с первым контактом первого 136 резистора, второй контакт которого соединен с первым контактом второго 137 резистора и «базой» второго 134 транзистора, «коллектор» которого соединен со вторым контактом четвертого 139 резистора, первый контакт которого соединен с «базой» первого 133 транзистора и вторым контактом третьего 138 резистора, первый контакт которого соединен с «эмиттером» первого 133 транзистора, с пятым контактом ключевой схемы 131 и является питанием 27 В, причем первый 48 выход контроллера холодильника 21 соединен с первыми контактами третьего 152 конденсатора и девятого 144 резистора и четвертым контактом ключевой схемы 131, первый контакт которой соединен с первым контактом шестого 141 резистора, второй 49 вход контроллера холодильника 21 соединен с первыми контактами пятого 154 конденсатора, десятого 145 и одиннадцатого 146 резисторов и «базой» третьего 135 транзистора, «коллектор» которого соединен со вторыми контактами диода 149 и пятого 140 резистора, с первыми контактами первого 150 конденсатора и седьмого 142 резистора и со вторым контактом ключевой схемы 131, третий контакт которой соединен со вторым контактом восьмого 143 резистора и пятым контактом операционного усилителя 132, первый контакт которого соединен с первым контактом двенадцатого 147 резистора и вторым контактом операционного усилителя 132, седьмой контакт которого соединен с первым контактом тринадцатого 148 резистора и шестым контактом операционного усилителя 132, третий контакт которого соединен со вторым контактом десятого 145 резистора, причем «коллектор» первого 133 транзистора соединен с первым контактом пятого 140 резистора, первые контакты восьмого 143 резистора, второго 151 и четвертого 153 конденсаторов являются питанием 3.3 В и соединены с восьмым контактом операционного усилителя 132.

Контроллер межмашинного обмена (67, 68, 69, 70) содержит первый 157, второй 158, третий 159 узлы управления приемом, первый 160, второй 161, третий 162 регистры, триггер 163, машину состояний 164 (МС), узел управления передачей 165, первое 166, второе 167, третье 168, четвертое 169, пятое 170, шестое 171, седьмое 172, восьмое 173 двухпортовые ОЗУ, преобразователь шины 174, соединенный двунаправленной шиной данных 39 с КМО 67, адресная шина 40 которого соединена с адресными шинами первого 166, второго 167, третьего 168, четвертого 169, пятого 170, шестого 171, седьмого 172, восьмого 173 двухпортовых ОЗУ, выходные шины данных которых соединены с входной шиной данных преобразователя шины 174, выходная шина данных которого соединена с входными шинами данных первого 166, второго 167, третьего 168, четвертого 169, пятого 170, шестого 171, седьмого 172, восьмого 173 двухпортовых ОЗУ и входной шиной данных МС 164, адресные шины записи которой соединены с адресными шинами записи первого 166, второго 167, третьего 168, четвертого 169, пятого 170, шестого 171, седьмого 172, восьмого 173 двухпортовых ОЗУ, адресные шины чтения которых соединены с адресными шинами чтения МС 164, шины данных записи которой соединены с шинами данных записи первого 166, второго 167, третьего 168, четвертого 169, пятого 170, шестого 171, седьмого 172, восьмого 173 двухпортовых ОЗУ, входные управляющие шины которых соединены с управляющей шиной 41 КМО 67, группа выходов 97 которого соединена с группой выходов узла управления передачей 165, выход которого соединен с первым входом МС 164, управляющие группы выходов записи и управляющие группы выходов чтения которой соединены с первыми и вторыми группами входов первого 166, второго 167, третьего 168, четвертого 169, пятого 170, шестого 171, седьмого 172, восьмого 173 двухпортовых ОЗУ, причем первая группа выходов МС 164 соединена с группой входов узла управления передачей 165, первый вход которого соединен с первым выходом МС 164, второй, третий, четвертый, пятый выходы которой являются первым 90, вторым 91, третьим 92, четвертым 43 выходами КМО 67, первая 87, вторая 88, третья 89 группы входов которого соединены с первыми и вторыми входами первого 157, второго 158, третьего 159 узлов управления приемом, группы выходов которых соединены с первой, второй, третьей группами входов МС 164, четвертая, пятая, шестая группы входов которой соединены с группами выходов первого 160 регистра, второго 161 регистра, третьего 162 регистра соответственно, группы входов которых соединены со второй, третьей и четвертой группами выходов МС 164, шестой выход которой соединен с информационным входом триггера 163, выход которого соединен со вторым входом МС 164, третий, четвертый, пятый входы которой соединены с первыми выходами первого 157, второго 158, третьего 159 узлов управления приемом, вторые выходы которых соединены с шестым, седьмым, восьмым входами МС 164, девятый вход которой соединен с первыми входами первого 157, второго 158, третьего 159 узлов управления приемом, со вторым входом узла управления передачей 165, со сбросовым входом первого 160 регистра и является первым сигналом управляющей шины 41 КМО 67, первый вход 54 которого соединен с тактовыми входами первого 160, второго 161, третьего 162 регистров и триггера 163, со вторыми входами первого 157, второго 158, третьего 159 узлов управления приемом, третьим входом узла управления передачей 165 и десятым входом МС 164.

Узел управления передачей 165 содержит сдвиговый регистр 175, счетчик 176, дешифратор 177, триггер 178, первую 179 группу элементов И, вторую 180 группу элементов И, константу 181, первый 182 элемент И, второй 183 элемент И, первый 184 элемент ИЛИ, второй 185 элемент ИЛИ, сумматор 186 по mod 2, инвертор 187, выход которого является вторым сигналом группы выходов 97 узла управления передачей 165, первый сигнал которой соединен с выходом сдвигового регистра 175, группа входов которого соединена с первой 179 группой элементов И, группа входов Transmit_data которой соединена с группой входов сумматора 186 по mod 2 и является группой входов узла управления передачей 165, выход End_transmit которого соединен с триггером 178, информационный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 184 и первым выходом дешифратора 177, второй выход которого соединен с первым входом второго 185 элемента ИЛИ и вторым входом первого 184 элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом счетчика 176 и вторым входом второго 185 элемента ИЛИ, выход которого соединен с разрешающим входом триггера 178, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами сдвигового регистра 175 и счетчика 176, первым входом первого 182 элемента И и является третьим 54 входом узла управления передачей 165, первый вход Transmit_en которого соединен с третьим входом первого 184 элемента ИЛИ и вторым входом первого 182 элемента И, выход которого соединен со входами первой 179 и второй 180 групп элементов И и третьим входом второго 185 элемента ИЛИ, причем второй вход 41 узла управления передачей 165 соединен со сбросовыми входами триггера 178, сдвигового регистра 175, счетчика 176, группа выходов которого соединена с группой входов дешифратора 177, первый выход счетчика 176 соединен со входом инвертора 187 и первым входом второго 183 элемента И, выход которого соединен с информационным входом сдвигового регистра 175, второй выход счетчика 176 соединен со вторым входом второго 183 элемента И, группа выходов константы 181 соединена с группой входов второй 180 группы элементов И, группа выходов которой соединена с группой входов счетчика 176, причем выход сумматора 186 по mod 2 соединен со вторым входом первой 179 группы элементов И.

Узел управления приемом (157,158,159) содержит первый 188, второй 189, третий 190 сдвиговые регистры, счетчик 191, дешифратор 192, группу элементов И 193, сумматор 194 по mod2, первый 195, второй 196, третий 197, четвертый 198, пятый 199, шестой 200, седьмой 201 триггеры, первый 202, второй 203, третий 204, четвертый 205, пятый 206, шестой 207, седьмой 208, восьмой 209, девятый 210 элементы И, первый 211, второй 212, третий 213, четвертый 214 элементы ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом третьего 197 триггера, выход которого соединен со входом первого 211 элемента ИЛИ, выход которого соединен со сбросовым входом счетчика 191, группа выходов которого соединена с первым, вторым, третьим, первым инверсным, вторым инверсным входами восьмого 209 элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго 196 триггера, выход которого соединен с информационным входом первого 195 триггера, выход которого соединен с первым входом первого 202 элемента И и информационным входом седьмого 201 триггера, выход которого является первым выходом Receive_en узла управления приемом 157, второй выход Receive_sum которого соединен с выходом сумматора 194 по mod2, группа входов которого соединена с группой выходов третьего 190 сдвигового регистра и группой входов группы элементов И 193, группа выходов которой является группой выходов Receive_dat узла управления приемом 157, группа входов 87 которого соединена с информационными входами первого 188 и второго 189 сдвиговых регистров, первый выход которого соединен с первыми входами пятого 206 и седьмого 208 элементов И, выход которого соединен с первым входом второго 212 элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом пятого 199 триггера, выход которого соединен с первым входом девятого 210 элемента И, выход которого соединен с информационным входом шестого 200 триггера, выход которого соединен с первым входом второго 203 элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего 190 сдвигового регистра, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами первого 195, второго 196, третьего 197, четвертого 198, пятог 199, шестого 200, седьмого 201 триггеров, с тактовыми входами первого 188, второго 189 сдвиговых регистров и счетчика 191, со вторым входом первого 202 элемента И и является вторым 54 входом узла управления приемом 157, первый 41 вход которого соединен со сбросовыми входами первого 188 и второго 189 сдвиговых регистров, второго 196, третьего 197, пятого 199 и шестого 200 триггеров, с инверсным входом первого 211 элемента ИЛИ, с установочным входом четвертого 198 триггера, выход которого соединен со входом третьего 204 элемента И и инверсным входом четвертого 205 элемента И, выход которого соединен с информационными входами счетчика 191 и четвертого 198 триггера, со вторым входом второго 203 элемента И и первым входом третьего 213 элемента ИЛИ, выход которого соединен с разрешающим входом четвертого 198 триггера, причем группа выходов первого 188 сдвигового регистра соединена с группой входов дешифратора 192, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами четвертого 214 элемента ИЛИ, первый выход первого 188 сдвигового регистра соединен с первым инверсным входом третьего 204 элемента И и с первым входом четвертого 205 элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом первого 188 сдвигового регистра и со вторым инверсным входом третьего 204 элемента И, выход которого соединен со вторыми входами третьего 213 элемента ИЛИ и девятого 210 элемента И, второй выход второго 189 сдвигового регистра соединен со вторым входом пятого 206 элемента И и первым входом шестого 207 элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго 212 элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого 206 элемента И, третий выход второго 189 сдвигового регистра соединен со вторыми входами шестого 207 и седьмого 208 элементов И, выход первого 202 элемента И соединен со входом группы элементов И 193 и входом сумматора 194 по mod2.

ЭГСП с адаптивным управлением работает следующим образом. Функциональная схема канала адаптивного управления ЭГСП представлена на фиг.1. С задатчика 5 положения гидродвигателя входной сигнал управления через шину 32 МКО (мультиплексный канал обмена ГОСТ Р 52070-2003), через МКО-контроллер 18 [4], прерывающий 31 процессор 15, который осуществляет доступ к оперативной памяти PID-контролера 16, записывается в выделенную область двухпортового ОЗУ 114 (фиг.3) входной сигнал. Интерфейс, обеспечивающий доступ к двухпортовому ОЗУ содержит следующие сигналы:

А(18…0) - шина адреса 40;

D(15…0) - шина данных 39;

RW - режим чтения или записи («1» - чтение, «0» - запись) (второй сигнал третьей группы управляющих входов 41);

RE - разрешение чтения (третий сигнал третьей группы входов 41);

WE - разрешение записи (четветый сигнал третьей группы входов 41);

CS - выбор микросхемы (пятый сигнал третьей группы входов 41).

Сигнал P_RESET (фиг.3) (активный «0») предназначен для подачи сигнала сброс длительностью не менее 25 нс от процессора 15 (первый сигнал третьей группы входов 41) и устанавливает PID-контроллер 16 в исходное состояние.

Структура области двухпортового ОЗУ 114 PID-контроллера 16 представлена на фиг.8.

Слово режимов и признаков состоит из следующих разрядов:

- с 0-го (младший) по 2-й разряды - резерв;

- 3-й разряд - режим подачи сигнала «RESET» на микроконвертер 19 («1» - режим выбран, «0» - режим не выбран);

- с 4-го по 7-й разряды - резерв;

- с 12-го по 8-й разряды - количество (от 1 до 32) принятых байт в обмене (количество 32 кодируется кодом «00000»);

- 13-й разряд - режим - признак начала процесса обмена («1» - режим выбран, «0» - режим не выбран) (автоматически становится равным значению режима циклического обмена после завершения очередного обмена);

- 14-й разряд - режим циклического обмена («1» - режим выбран, «0» - режим не выбран);

- 15-й (старший) разряд - признак завершения обмена («1» - признак установлен, «0» - признак не установлен).

Взаимодействие микроконвертера 19 и PID-контроллера 16 осуществляется по 5-проводному интерфейсу, представленному на фиг.9.

Сигнал RESET (первый сигнал группы выходов 34) может быть установлен в активное состояние в любой момент времени с целью приведения микроконвертера 19 в начальное состояние и прекращения текущего обмена, длительность данного сигнала определяется временем, необходимым для установки микроконвертера 19 в начальное состояние.

Установка сигнала INT_TMS (второй сигнал первой группы входов 33) в «1» информирует PID-контроллер 16 о том, что он может начать передавать байты в микроконвертер 19, который в свою очередь должен передавать байты в PID-контроллер 16. Передачей каждого байта управляет микроконвертер 19, инициируя передачу С1…CN сигнала SCLK.

Число байт в одном обмене N должно быть в диапазоне от 2 до 32.

Диаграмма взаимодействия микроконвертера 19 и PID-контроллера 16 представлена на фиг.10.

Время обнаружения микроконвертером 19 факта потери байта (В) зависит от его скорости реакции.

Установка сигнала INT_TMS в «0» информирует PID-контроллер 16 о том, что обмен завершен, и PID-контроллер 16 не может продолжать передавать и принимать байты.

PID-контроллер 16 не принимает байты после 32-го, при установленном сигнале INT_TMS в «1». После установки сигнала INT_TMS в «0» PID-контроллер 16 фиксирует факт окончания обмена и готов к следующему обмену.

C1…CN содержит тактовый импульс, информирующий о передаче каждого разряда байт T1…TN и R1…RN, Сигнал SCLK между C1…CN равен «0».

Временная диаграмма приема/передачи данных между микроконвертером 19 и PID-контроллером 16 представлена на фиг.11.

Частота тактово