Устройство для управления дискретным приводом

Устройство для управления дискретным приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (1930245

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61 ) Допол н и тел ьн ое к а вт. с вид- ву (22) Заявлено 03. 06. 80 (21)2934156/18-24 с присоелиненнем заявки Ж (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 05 В 11/26

3ЬеудараииньВ1 комцтет

СССР кв делам нзвВретеккк н открытка

Опубликовано 23,05,82. Ькъллетень № 19

Дата опубликования описания 23.05.82 (53) УДК 62-50 (088. 8) . (72) Автор изобретения

Е. М. Солодников

Московский автомобильно-дорожный инст (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИСКРЕТНЫМ ПРИВОДОМ

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах цифрового управления.

Известно устройство управления дискретным абсолютным приводом в ,двоичном коде, содержащее последовательно соединенные цифровую управляющую машину (ЦУМ) и распределитель, в котором двоичный код преобразуется в двоично-десятичный кодовый сигнал, распределенный по каналам привода.

В приводе кодовый сигнал преобразуют в аналоговый в виде перемещения рабочего органа. Задающий сигнал на

i5 привод поступает в параллельном коде, что исключает задержку по времени 113

Недостатком этого устройства является ограниченная точность, обусловленная максимально допустимым числом разрядов привода. Уже при 7-8 разрядах (128-256) дискретных положений привода ) распределитель стано- вится громоздким и ненадежным, так как золотник младшего разряда имеет 128-256 поясков. т1ри 10- 14 разрядах управления приходится переходить к более сложному двухотсчетному приводу. Кроме того, при большом числе разрядов требуется много каналов управления приводом, что также является существенным недостатком, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления дискретным приводом, содержащее последова" тельно соединенные задатчик и сравнивающее устройство и последовательно соединенные устройство сокращения кода и распределитель (23.

Однако известное устройство для управления отличается недостаточно быстрой передачей и преобразованием задающего сигнала, Этот недостаток обусловлен тем, что задающий сигнал на привод поступает последовательно (импульс за импульсом). что приводит к значительному запазды я

m=2 -1, Распределитель 6,преобразует поразрядный параллельный кодовый сигнал в двоично-десятичный, распределенный по каналам дискретного привода, Привод преобразует поступивший сигнал управления, соответствующий ограниченному по амплитуде приращения входному сигналу в сокрашенном коде, в перемещение ceoего исполнительного органа на соответствующую величину.

3 93024 .ванию по времени нарастания синхронизирующего (крутящего) момента.

Так, например,. при двенадцатитакт ной схеме управления синхронизирую щий момент достигает своего максимального значения только через три импульса. Это приводит к снижению частоты приемистости, ухудшению дина" мических характеристик. При использовании гидравлического шагового 16 привода поступление задающего сигна- . ла в виде последовательности импульсов резко снижает частоту приемис" тости (<150 ??????>

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем„ что известное устройство содержит последовательно соединенные ограничитель амплитуды приращения, сумматор и запоминающее устройство, выход которого соединен со вторыми входами сравнивающего устройства и сумматора, выходом . подключенного ко входу устройства и сумматора, выходом подключенного ко входу устройства сокращения кода, а выход сравнивающего устройства подключен ко входу ограничителя амплитуды приращения.

Иа фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для управления дискретным приводом; на фиг.2схема управления дискретным электрогидравлическим приводом.

Устройство содержит последовательно соединенные цифровую управляющую

Щ машину (не указана), задатчик 1, сравнивающее устройство 2 (СУ), ограничитель амплитуды приращения 3 (ОАП), сумматор 4, последовательно соединенные устройство сокращения кода 5 (YCK) и распределитель 6 (Р), который соединен с каналами управления дискретного привода, запоминающее устроиство 7 (3У), выход которого соединен со вторыми входами сравнивающего устройства 2 и сумматора 4. ВБ1ход сумматора 4 подключен ко входу устройства сокращения кода

Работа устройства для управления заключается в следующем.

Входной сигнал в данном такте с цифровой управляющей машины в виде и- разрядного параллельного двоич5 4 ного кода поступает в сравнивающее устройство 2, где его сравнивают с ограниченным по амплитуде приращения входным сигналом в предыдущем такте, который поступает с выхода запоминающего устройства 7. Сигнал разности с выхода сравнивающего устройства 2 подают на ограничитель

3, где его ограничивают по амплитуде до величины m, равной где п - число разрядов двоичного кода на входе распределителя 6.

Ограничение по амплитуде необходимо для того, чтобы одновременное изменение сигнала на привод не превышало в единиц младшего разряда двоичного кода. В противном случае произойдет сбой в работе привода.

Сигнал с выхода ограничителя 3 подают в сумматор 4, где его алгебраически суммируют с сигналом на выходе запоминающего устройства 7. Суммарный сигнал на выходе сумматора 4 соответствует входному сигналу, приращение которого по сравнению с сигналом в предыдущем такте ограничено и разница не превышает m единиц младшего разряда. Сигнал на вы"ходе сумматора 4 в п -ðàçðÿäíoì коде поступает на вход запоминающего устройства 7, в котором он запоминается и который будет для последующего такта сигналом в предыдущем такте. Сигнал с выхода сумматора 4 поступает также на вход устройства сокращения кода 5, который ограничивает число разрядов кода с и до и путем отбрасывания и„- и старших разрядов. Устройство 5 представляет собой линию, состоящую из п проводников соединенных одними концами с

n g младшими разрядами сумматора 5, а другими концами - с п -разрядным входом распределителя 6.

245 6 чее окно 18 с напорной гидролинией.

Так как указанные рабочие окна 15 перекрыты поясками 12 и 13 золотника 11, то гидролинии 9 и 10 гидродвигателя 8 перекрыты и последний неподвижен.

При поступлении входного сигнала с ЦУИ, например сигнала 01000, последний преобразуется в устройстве управления в соответствии с рассмотренным способом следующим образом. Его сравнивают с n„-разрядным сигналом запоминающего устройства 7 в предыдущем такте, который равен 00000. Полученный разностный сигнал 01000 ог-П t1 раничивают до 2 т 1 единиц млад- шего разряда . В данном случае при и =3 до трех единиц младшего разряда, т.е. до 00011. Ограниченный разностный сигнал 00011 складывают с сигналом в предыдущем такте 00000 (00011+00000=00001 ) и подают в запо" минающее устройство. Полученный суммарный сигнал в 5-ти разрядном коде 00011 поступает также в устройство сокращения кода 5, где его сокращают до 3-ех разрядного, отбрасыванием и „- и 0 старших разрядов,т.е.

5-3=2 старших разрядов. Полученный таким образом 3-ех разрядный сигнал управления, равный 011, подают на электромагниты 22 распределителя.

При подаче на вход распределителя сигнала 0 11 золотники 19 и 20 млад- . шего и среднего разрядов переместят ся вправо. При этом со сливной гидролинией соединится четвертое слева рабочее окно 16,соответствующее

:окно 15 и гидролиния 9 гидродвигателя. С напорной гидролинией соединится восьмое слева рабочее окно 16, соответствующее окно

15 и гидролиния 10. Двигатель 8 будет поворачиваться, например, по часовой стрелке @о тех пор, пока связанный

cего рабочим органом 26 золотник ,своими поясками 12 и 13 не перекроет окна 15, сообщенные с напорной и сливной гидролиниями, т.е. двигатель повернется на угол, соответствующий трем единицам младшего разряда. Допустим, что в следующем такте работы устройства управления входной сигнам с ЦУИ остался тем же и равен 01000. Этот сигнал сравнивают в сравнивающем устройстве с сигналом в предыдущем такте, равным 00011.

Полученный разностный сигнал

0100Î-00011-; 00101 ограничивают по ам930

Схема управления дискретным электрогидравлическим приводом посредством предлагаемого устройства представлена на фиг, 2. Схема состоит из привода и распределителя, 5 на вход которого поступает сигнал управления в п - разрядном параллельном коде, с выхода устройства сокращения кода (устройство управления, кроме распределителя, не показано). >0

Примером управления предлагаемым устройством служит схема управления электрогидравлическим дискретным приводом (фиг. 2).

Привод содержит гидродвигатель 8 15 вращательного движения, сообщенный гидролиниями 9 и 10 с поворотным дросселирующим гидрораспределителем.

Дросселирующий гидрораспределитель 26 содержит золотник 11 с поясками 12 и 13 и втулку 14 с рабочими окнами

15, которые гидролиниями (каналами управления привода) сообщены с рабочими окнами 16 электрогидравли- 25 ческого распределителя 17 управляюще" го устройства, который, в свою очередь, сообщен со сливной 18 гидролинией и через рабочее окно 19 .с напорной 20 гидролиней.1 аспределитель 17 )щ содержит золотник 21 младшего разряда, золотник 22 среднего разряда,золотник 23 старшего разряда. Золотники 21-23 .управляются электромагнитами 24. Золотник 11 кинематически связан связью 25 с рабочим органом

26 гидродвигателя. Электромагниты 24 распределителя соединены с ng (в данном случае у3) разрядами устройст" ва сокращения кода 5 (фиг. 1).

Система работает следующим образом.

Допустим, что в исходном положении входной сигнал с цифровой управляющей машины равен нулю. При этом на всех n„ разрядах будут нули. Примем для конкретности n<=5, т.е. сиг« нал с ЦУМ равен 00000. Тогда входной сигнал на электромагниты 24 отсутствует, что в параллельном двоичном коде записывается при n =3 как 000, (как показано на фиг. 2). Все золотники распределители 17 находятся в левом положении. При этом первое слева рабочее окно 16, а вместе с ним и нижнее рабочее окно 15 соединены со

55 сливной гидролинией. Пятое слева окно 16 и верхнее окно 15 соединены чесал золотники распределителя и рабо9302 плитуде до 00011,как и раньше, и суммируют с сигналом управления в предыдущем такте . Суммарный сигнал, равный 00011+00011=00i10. сокращают по числу разрядов до трехраз- 5 рядного, равного 110. Сигнал 11О подают на электромагниты 24 распределителя.

При поступлении сигнала 110 на распределитель золотник 21 переме >0 щается влево, а золотник 23 старшего разряда перемещается вправо. Золотник 22 остается неподвижным в пра— вом положении. Со сливной гидролинией-,соединится седьмое слева окно 16, соответствующее окно t5 и гидролиния

9 гидродвигателя. С напорной гидролинией соединится третье слева окно

16, соответствующее окно 15 и гидролиния 10. Гидродвигатель 8 повер- o нется в ту же сторону еще на три единицы младшего разряда.

В следующем такте работы, если сигнал с ЦУМ остался прежним, равным

01000, то разностный сигнал будет ра- 25 вен 01000-00110-00010, т.е. двум единицам младшего разряда. Это приращение меньше максимально допустимого, равного 00011. В связи с этим разностный сигнал не ограничивается, а сум- зв мируется с сигналом управления в предыдущем такте.. Суммарный сигнал

00110+00010 01000 ограничивается до трехразрядного, равного 000, и подается на электромагниты 15. Золотники 21;

22, 23 занимают исходное нулевое положение (как показано на фиг.2).

Гидродвигатель поворачивается вместе с золотником 11 в ту же сторону на угол, соответствующий двум младшим разрядам. Золотник 11 занимает исходное положение.

Таким образом, все золотники заняли исходное нулевое положение.

Гидродвигатель 8, если принять что кинематическая связь 25 является единичной, также займет исходное положение.

Отличие от исхоаного состоит в том, что двигатель 8 повернулся вмесИ те с золотником 11 по часовой стрелке на один оборот, а следовательно, "запомнил" входной сигнал, равный

1000.

При дальнейшем увеличении сигнала

5S происходит поворот двигателя по часовой стрелке, как описано выше. При уменьшении сигнала с ЦУМ сигнал разI ности будет иметь отрицательныи знак, и двигатель будет поворачиваться в обратную сторону.

Предлагаемое устройство управления может быть использовано для управления гидравлическими и электрическими шаговыми двигателями с числом каналов управления -4,8,16,32 и т.д. Оно расширяет функциональные возможности дискретных приводов, так как обеспечивает возможность -последовательно-параллельной подачи входного сигнала управления на привод, в отличие от последовательной в шаговых приводах и от параллельной -в абсолютных приводах.

Изобретение позволяет упростить устройство согласования с цифровой управляющей машиной, что приведет к уменьшению в два раза числа гидрораспределителей, исключению их схемы одного следящего привода и сложной кинематической пары.

Указанные преимущества позволяют повысить надежность, упростить изготовление и снизить себестоимость привода.

Формула изобретения

Устройство для управления дискретным приводом, содержащее последовательно соединенные задатчик и сравнивающее устройство и последовательно соединенные устройство сокращения кода и распределитель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит последовательно соединенные ограничитель амплитуды приращения сумматор и запоминающее устройство, выход которого соединен со вторыми входами сравнивающего устройства и сумматора, выходом подключенного ко входу устройства сокращения кода, а выход сравнивающего устройства подключен ко входу ограничителя амплитуды приращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лещенко В. А. Гидравлические следящие приводы станков с програмным .управлением. М., нМашиностроение". 1975, с. 76-79.

2. Дискретный электропривод с шаговым двигателем. Под ред. М. Г. Чиликина., М., нЗнергия", 1971, с. 49 (прототип) .

Сф о к

Щ

Составитель А. Лащев

Редактор Н. Лазаренко ТехредЛ. Пекарь Корректор Н. швыдкач

Заказ 3469/62 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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