Шаговая система экстремального управления

Шаговая система экстремального управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Гà —.:: —:к: ттул . «Фъ л с.

Сотоа Советских

Социалистических

Ресатблни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

00 602917

К АВТОРСКОМУ СЮИ ЙТИЛЬСТМ (Й) Дополнительное к авт. свил-ву (Я2) Заявлено 04. 04,76 (ЯЦ 2121332/24 с арисоединеиием аеивни PhУ (5!) М. Ыл.

$ 05 $134 Р2 (23) Приоритет (43} Опублиноваио 15,04.7Я3юллЕтеиь ¹14 йяуларетявинай йеает

Вяаетв Меюрев ENI а фалам изебрвтееЯ а юткритиЯ (63) УДК 62 50

j 088 .8) (45} Дата опубликования описания 29.03.78

М. М. Кузнецов, А. К, Осипвв, В. B. Додонов, Н, Г. Васильев, А, И. Крутов и Б. И. Нкколенко

1 (72) Авторы изобретения

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училнше им. Ц, Э. Баумана (7l) Заявитель (54)- ШАГОВАЯ СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО

УПРАВЛЕНИ Я

Изобретение относится к свмонастранваюшимся системам автоматического регулирования и может быть использовано для orio тимизации работы металлорежуших станков с числовым программным управлением.

Известно устройство экстремального ре - гулирования металлорежуших станков,, предназначенных для одиокоордннатного поиска

GB счет изменения числе оборотов привода главного движения Х).

Известно также устройство, в котором реализуется способ автоматической настройки металлорежушего станка на оцтнмальный режим резания, основанный на определении знаков прирвшення векторов фаэовой плоскости системы с .учетом знака управляюшего воздействия. Настройку осушествляют по комбинации сигналов, соответствуюших знакам прирашения периода стойкости инструмента и производительности инструмента и знакам разности между текушим значением периода стойкости и заданным оптимальным значением 12 .

Эти устройства имеют малое быстродейст1 вие, относительно длительный процесс поис2 ка экстремума, низкую точность выхода па экс тремум.

Наиболее близкой по технической сушнос- тн к данному изобретению являе тся система экстремального регулирования шагового ти5 па соде жашая датчик регулируемой величи»

7 ны, вход которого соединен с выходом объекта, а выход через последовательно: соединенные первый ключ и первый блок памяти

В

10 и последовательно еоедипепные второй ключ и второй блок. памяти соедичеи с соогветствуюшимн входами вычислителя похаэагеля качества, звдвюший генератор, выход которого соединен непосредственнос первым

1á триггером н через соответствуюшие элементы И с управляюшими входами первого и aroрого ключей, реверсивный элемент, который через исполнительный механизм соединен со входом обьекта управления (3$. В этом

30 устройстве работа осушествляется по циклам. 3а время одного цикла происходит опрос датчика регулируемой величины, сигналы которого поступают на первый и второй блоки памяти и после сравнения обоих сигналов в-вычислителе показателя качества вырабатывается управляющий сигнал, воздействующий на исполнительный механизм. Причем, перед началом каждого никла происходит стирание ранее ааписана ной информации в первом и во втором блоках памяти.

Недостатками, такого устройства являются малое быстродействие, относительно длительный процесс поиска экстремума, низкая xî÷íîñòü выхода на экстремум;

Белью изобретения является повышение точности н быстродействия шаговой системы экстремального управления.

Поставленная дель достигается тем, что в предлагаемой шаговой системе экстремального унравлеиия установлены второй триггер, инвертор и блок переключения, первый вход которого соединен с выходом вычислителя показателя качества иэпос редственио» второй вход соединен со вто- рым выходом вычиспэтел я покаыаТеля ка чества чераз инвэртор» управляющие входы блока переключения соединены с соответствующими выходец первого трнг»

Гера» выход задающего ГФнератщж через р йторой триггер соединен со вторыми вхФдами жимептов И.

В предлагаемой системе и новом пикав происходит перезапись информации только в одни блок памяти. Информация о положе- зр нни рабочей точка на экстремальной характеристикее» еайнсеяная во в ТЩ)ом блоке памяти испот ьзуется в иовом цикле.

Н8 фиГ, 1 показана функцион@льная схе ма предлагаемой, .шаговой сисгьмы; иа фиг. З

2 . Диаграмма» иоясники7ии рабОту сестеМЫ» ГДЕ Ц Р8ГУЛЯРУЭМая 99ЛИЧИНаа

Мп сиГнад с выхода 9ЯДающеГО ГенеРато»

pB„

Система включает в себя датчик рагу= ляруемой величины J.» первый и вторОЙ юючи 2,3,первый и вт.арой блоки пама" ти 4,5, вычислитель показателя качества

6» иявертор .7» переключатель 3, pQBepcHB пый элемент 9, исполнительный маханием

1О, Объект регулирования 11, аад 1ошнй Гевар&тор 12, йервый н второй триггеры

13,14, первый н второй элемеиты И 15,16.

Система работает следующим образом.

Начальным состоянием системы считаем

50 момент, когда триггер 14 находится в такОм состоянии» при котором 98 Вход еле= мента И 15 поступает высЬкнй уровень напряжения, разрешающий проход имлуль55 . Сам с генераторов 12.на управляющий вход ключа 2; на вход элемента И 16. г этом

» случае поступает низкий уровень нелриженияу запрещающий ироход нълпульса,! с генератора импульсов 12 ие ключ 3, Пер.

6О вый импульс с генераторе 12 проходит череа элемент И 15, открывает ключ 2 и в блок памяти 4 записывается значение экстремальной характеристики Увп® a Q см. фнг. 2). Одновременно этот. же импульс переводйт триггер 14 в противоположное состояние, при котором раэрешаеся проход импульсоМ череа элемент И 16 и запрещает ся проход импульсам через элемент И 15, Двигатель исполнительного механизма 1О изменяет состояние объекта управления 11, перемещая рабочую точку по экстремальной

f характеристике. Через интервал > времени, определяемый периодом. следования импульсов с генератора 12, второй импульс vpo= ходит через элемент И 16, открывает ключ

3 и в блок памяти 5 записывается значение экстремальной характеристики Ъ п ц . (см. фиг. 2). Одновременно этот же импульа переводит триггер 14 в первоначальное состояние. Вычислитель показателя качества

6 вычисляет разность между значениями экстремальной характеристики, записанными в блоках памяти 4 и 5. Выходное напряжение вычислителя H QK& s&ò ýëß качЮства 6 DDp9 деляэтся выражением

Му 88у 3 дУР— У p -У ьУ Григгер 13 устанавливает блок переключения 8 в иопожеиие, при котором вход рВВВ pcH&8 N О элемента 9 с Оюдикяе тс я не» посредственно с выходом вычислнтеля показателя качества 6. B етом случае прн двнжеини- системы. к экстремуму значение О» больше значения Q .,Сигнал разности Щ, поступающий иа реверсивиый элемент, нм6е, положительный эыак н система сохраняет направление движения.. В случае, .если система движется От экстремума, значение Ой меньше Qg, Разность 3,| имеет отрицатель:ный знак к- ревэрснвный элемент 9 произ всат изменение направления движения системы. Чере.а реверсивный элемент 9

I сигпаа Ь б поступает на исполнительный механнам 1О, Двигатель исполнительного механизма 1О вращается со скоростью, пронаринональной приращению показателя качества.3Q, иаменяет состояние объекта управлении 11 перемещая рабочую точку по экстремальной характеристике, Третий импульс, поступающий с г енеретора 12, проходит череа элемент И 15, открывает ключ 2 и в блок памяти 4 записывается значение экстремальной характеристики У п "-Ug(cv. фиг, 3). Одно-. временно этот же импульс поступает на триггеры 13 и 14» переводя нх s противоположное состояние, прн котором разрешается проход импульсам через элемент И 16.

Триггер 13 устанавливает блок переключения 8 в положение, прн котором вход

5 реверсивного элемента 9 соединяется с выходом вычислителя показателя качест ва 6 через мнвертор 7, имеющий коэффициент передачи, равный (-1). В этом случае с выхода вычислителя показателя ка» чества 6 снимается сигнал v=v» — v„= v,— è, =au, 6Л5 603 и с выхода инвертора 7 на реверснвный элемент 9 поступает инвертированный скгнал, равный

У -V — 4V

Х 2 и

И случае при движении системы к экстремуму значение U® больше значения Og

Сигнал разности gU имеет отрицательный знак. Инвертированный сигнал разности, поступающий на реверсивный элемент 9, имеет положительный знак и система сохраняет первоначальное. направление движенияе

В случае, если система движется от . 2О экстремума, значение Uy меньше значения 9й. Сигнал разности й3 .имеет положительный знак. Инвертированный сигнал разности, цоступапииий на реверсивный элемент 9, имеет отрикательный знак к 2З реверсивный элемент 9 проиэводкт изменнике направления. движения системы; Через реверсивный элемент 9 инвертированный сигнал поступает на исполнительный механизм ХО. двигатель исполнительного механизма 10 вращается ео скоростью, про- . ц.::.пиона к ной приращению цоказателя качес-.ва р.Р. Слвдовательно, чем дальше рабочая точка находится or экстремума, тем больше скорость враження двигателя 5З исполнительного механизма 10, В точке акстремума приращение показателя качества рыао нулю к система работает s опти-. мальк ом режиме е

Четвертый импульс, поступающий с гене- " ратора 12.„проходит черен элемент И 16, открывает ключ 3 и в блок памяти 5 эаак сывается новое значение экстремальной характеристики. Одновременно этот же кмпульс переводит триггер 13 н 14 в про тивоположное состояние. B этом случае вход реверсивного элемента 9 соединяется непосредственно с выходом вычислителя по казателя качества 6 и весь процесс определения знака приращения показателя качества повторяется аналогично выше рассмотренному, С лриходом пятого импульса с генератора импульсов 12 описанные про цессы повторяются снова.

5$ таким образом, сигнал, поступшощий на исполнительный механизм, обновляется в момент изменения значения экстремальной характеристики в одном из блоков памятк, что существенно повышает быстродействие по сравнению с прототипом, в котором сигнал, поступающий на исполнительный механизм обновляется после того, как 0удут записаны новые значения экстремальнФ характеристики s оба блока памяти, Кроме того, увеличение частоты смены сигнала, поступающего на исполнительйый механизм, значительно повышает точность работы сис темы, что особенно. важно в области экстремума. Это положение имеет большое значение в случае быстроменяюшихся irpMeccos, при которых требуется точное к быстрое (без задержки) слежение эа положением экстремума.

Форм.ула изобретения

Шаговая система экстремального управления, содержащая датчик регулируемой величины, вход которого соединен с вымытом объекта; а выход через последовательно соэ динэккые первый ключ к кэрвый блок памяти к кэсяэдсВатепьно соэдинеикые второй ключ к второй блок памяти еоэдвиэи с соот» вэтствующимк входами вычислителя кокаэа- телк качества, задающий генератор, выход которого соединен непосредственно с первым, риггэром к .через соответствующие элементы И.с укравляющими входами первого и вroporo ключей, ревэрсивкый элемент, который через исполкктелькый мэхаккэм соединен ео входом объекта управления, o. r л ич а ю к а я с я: тэм, что, с келью повышения точности к быстродействия шаговой системы в кей устаковлэкы второй триггер, кивэвтор к блок переключения, первый вход которого еоэдкнэк с выходом вычислителя показателя качества непосредственно, второй, вход соединен ео вторым выходом вычислителя показателя качества через инвертор, управляющие входы блока переключения соединены е соответотвуклцими выходами первого григгера, выход задающего генератора через второй триггер соединен со вторыми входамк элементов И.

Источники информации,. принятые во внимание прн экспертизе: 1 . Авторское свидетельство СССР

% 332426, кп. Q 05 З 11/06.

2. Авторское свидетельство СССР

М 199232, кл. Ц 2lc 46/50.

3. Авторское свидетельство СССР

Nt 166180, кл. Cj 05 В 13/02.

60291 7

Составитель Ь. Гладя.ов

Редактор N. Трофимова Техред 3, Фанта Корректор Н, Япемирскан

Заказ 1948/43 Тираи 1033 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР п о делам и з обре те ний и отк ры тий

113036, Москве, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. У кгород, ул. Прсектная, 4