Система программного управления

Система программного управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЗЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик (61) Дополмительмое к авт. сеид-ву (з1)м. кл

G 05 В 19/19 (22) Заявлемо 21.03 ° 79 (21) 2738970/18-21 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230281. Бюллетень. N9 7 (53) УДК621.503.55 (088.8) Дата опубликовамия описания 23. 02. 81 (72) Авторы изобретения

Я.И. Онацкий и А.П. Пашкевич (71) Заявитель

Минский радиотехнический институт (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматы ке и может быть использовано для программного управления положением различных производственных,механизмов.

Известна позиционная система, которая содержит последовательно соединенные. элемент сравнения, сумматор, релейный элемент, исполнительный двигатель, с выходным валом которого связаны тахогенератор и нагрузка с закрепленным на ней датчиком обратной связи, причем выход тахогенератора,связан с входом сумматора через нелинейный 15 преобразователь, а выход датчика обратной связи присоединен к входу элеме га сравнения f1).

Однако такая система характеризуется сложностью настройки и большой 20 чувствительностью к изменению параметров.

Известна также система управления, содержащая последовательно соединенные элемент сравнения, релейный 25 элемент, блок умножения и двигатель, который через редуктор соединен с элементом сравнения, релейный элемент, блок умножения и двигатель, который через редуктор соединен с 3Q элементом сравнения, нелинейный элемент, тахогенератор, установленный на валу двигателя, реле реверса, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход к входу блока умножения, выпрямитель, подключенный к тахогенератору, реле и второй блок умножения, первый вход которого соединен через нелинейный элемент,с выпрямителем, а второй через реле связан с выходом элемента сравнения, причем выход второго блока умножения подключен к второму входу реле реверса (2).

Однако данное устройство отличается сложностью конструкции .

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является система программного управления, содержащая последовательно соединенный блок управления„ блок сравнения, преобразователь.код-аналог,компаратор, переключатель, привод и датчик обратной связи, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, последовательно соединенные сумматор, вычитатель,блок совпадения и триггер, выход которого присоединен к второму входу пе807225 реключателя, второй вход триггера соединен с выходом блока управления счетный вход вычитателя подключен к генератору импульсов, второй вход компаратора через датчик скорости соединен с ныходом исполнительного привода, входы сумматора соединены с ныходами блока сравнения и компаратора, а установочные входы вычитателя присоединены к выходу блока сравнения 331.

1О

Недостатком этой системы является невысокое быстродействие.Это объясняется тем, что заключительный участок переходного процесса протекает в скользящем режиме.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы за счет сокращения длины участка скользящего режима.

Цель достигается тем, что система программного упранления, содержа- 20 щая генератор импульсов, последовательно соединенные блок управления, блок сравнения, преобразователь коданалог, компаратор, переключатель, привод и датчик обратной снязи, выход р которого подключен к другому входу блока сравнения, а также последовательно соединенные первый сумматор, вычитатель, блок совпадения и триг- . гер, выход которого подключен к второму входу переключателя, а второй вход — к выходу блока управления, второй вход компаратора через датчик скорости соединен с выходом привода, входы первого сумматора подключены к выходам блока сравнения и компаратора, а установочные входы вычитателя связаны с выходом блока сравнения, содержит постоянное запоминакпцее устройство и последовательно соединенные регистр ошибки, 40 второй сумматор и делитель частоты, счетным входом подключенный к выходу генератора импульсов, а выходом - к .четному входу вычитателя, устаноочные входы регистра ошибки соединены с выходом блока сравнения, выход постоянного запоминающего устройства — с вторым входом второго сумматора, а управляющий вход реги,тра ошибки — с выходом первого сумматора.

На чертеже представлена блок-схема систеьы. Система содержит блок 1 управлений, блок 2 сравнения, преобразователь 3 код-аналог, компаратор 4, переключатель 5, привод 6, датчик

7 обратной связи, датчик 8 скорости, вычитатель 9, первый сумматор

10 (по модулю два), генератор 11 импульсов, блок 12 совпадения, триг- 60 гер 13, регистр 14 ошибки, второй сумматор 15, делитель 16 частоты и постоянное запоминающее устройство 17.

Рассмотрим функции, выполняемые отдэльными структурными элементами 65 системы. Блок 1 выдает код перемещения, которое необходимо отработать, и устанавливает в "1" триггер 13. Блок 2 определяет разность между заданным и действительным значением регулируемой координаты.Преобразователь 3 преобразует код этой разности в аналоговый сигнал. Компаратор 4 сравнивает сигналы ошибки и отрицательной обратной связи по скорости, поступающей с выхода датчика 8. Йереключатель 5 подает на привод 6 управляющее воздействие требуемого знака. Привод 6 изменяет значение регулируемой величины, значение которой измеряется датчиком 7. Вычитатель 9 служит для

-запоминания кода ошибки в момент, определенный сумматором 10 и вычита- . ния иэ него импульсов, поступакицих от генератора.11 через делитель 16.

Регистр 14, сумматор 15, делитель

16 и устройство 17 служат для деления частоты импульсов, поступающих от генератора 11, на число алгебраической суммы содержимых регистра 14 и устройства 17. Блок 12 определяет момент, когда содержимое вычитателя 9 станет равным нулю и устанавливает в "0" триггер 13, что соответствует разрешению на переключение переключателя 5. Состояние "1" триггера 13 запрещает переключение переключателя 5.

Система работает следующим образом.

8 начальный момент триггер 13 установлен в "0", а входные величины сумматора 10 имеют разные знаки, поэтов.у вычитатель 9 и регистр 14 работают в режиме установки начального значения. Блок 1 выдает сигнал на установку в "1" триггера 13 с небольшой задержкой; поэтому переключатель 5 принимает состояние, соответствующее знаку начальной ошибки.

В момент изменения знака на выходе компаратора 4 выходная величина сумматора 10 переключает вычитатель 9 из режима установки начального значения в режим вычитания.

Одновременно на управляющем входе регистра 14 появляется сигнал, переключающий его в режим хранения записанной величины. На счетный нход нычитателя 9 поступают импульсы с выхода делителя 16. Частота этих импульсов равна частоте генератора 11 деленной на алгебраичес кую сумму ошибки, хранящейся в регистре 14, и постоянной величины, хранящейся н устройстве 17.Когда содержимое вычнтателя 9 станет равным нулю, сигнал с блока 12 установит триггер 13 в "0". На переключатель 5 поступает сигнал разрешения переключения и управляющее воздействие изменяет свой знак

807225

Наиболее целесообразно использовать предлагаемую систему для управления положением рабочих органов робото-манипуляторов,и инструментов металлорежущих станков.

Лабораторные исследования показали, что переходные процессы в пред- 4 лагаемой системе протекают без перерегулирования, имеют плавный конечный участок и отличаются от оптимальна противоположный., В дальнейшем триггер 13 не влияет на работу переключателя 5.

Подбором частоты следования импульсов генератора 11 и значения числа, хранящегося .в устрой- 5 стве 17, нетрудно добиться, чтобы длительности первого и второго интервалов управления незначительно отличались от значений, соответствующих .оптимальному по быстродействию управлению, а небольшой заключительный .участок переходного процесса:проходил в скользящем режиме ° Это обеспечивает. высокое быстродействие в сочетании с отсутствием перерегулирования и плавным подходом нагрузки к заданному положению.

Введение в систему. новых элементов . регистра ошибки, сумматора, делителя частоты и постоянного запоминающего устройства позволило значительно повысить быстродействие системы. Это объясняется тем, что в предлагаемой системе зависимость времени обнуления вычитателя от ошибки в момент, определяемый сумматором Q5

10, имеет вид полинома второй степени (а не линейной функции, как в известном устройстве). Поэтому точность вычисления моментов переключения и быстродействие предлагаемОй рр системы выше, чем у известной. Так, в предлагаемой системе.-управления положением рабочего органа работа— манипулятора, введение новых элементов позволило уменьшить погрешность. определения моментов. переключения в 2,5 раза. ных по быстродействию не .более чем на 3-5Ъ.

Формула изобретения

Система программного управления, одержащая генератор. импульсов, посяедовательно соединенные, блок управления, блок сравнения, преобразователь код-аналог, компаратор, переключатель, привод и датчик обратной связи, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, а также последовательно соединенные первый сумматор, вычитатель, блок совпадения и триггер, выход которого подключен к второму входу переключателя, а второй вход — к выходу блока управления, второй вход компаратора через датчик скорости соединен с выходом привода, входы первого сумматора подключены к выходам блока сравнения и компаратора, а установочные входы вычитателя связаны с выходом блока сравнения, о,т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, она содержит постоянное запоминающее устройство и последовательно соединенные регистр ошибки, второй сумматор и делитель частоты, счетным входом подключенный ,к выходу генератора импульсов, а вы ходом — к счетному входу вычитателя, г установочные входы регистра ошибки соединены с выходом блока сравнения, выход постоянного запоминающего устройства — с вторым входом второго сумматора, а управляющий вход регистра ошибки — с выходом первого сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов A.A. Синтез релейных систем, оптимальных по быстроцействию. И., "Наука", 1969, с. 98-104.

2. Авторское свидетельство СССР

9 459761, кл. G 05 В 11/16, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 2618905/18-24, .кл- G 05 В 19/18, 1978 (прототип).

807225

Составитель Н. Белинкова

Техред Н, Яайорощ Корректор В. Синицкая

Редактор Л. Кеви

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Закаэ 282/70 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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