Цифровой следящий привод

Цифровой следящий привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсник

Соцмапистичесмик

Респубпмм

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнмтельное к авт. свид-ву (5i)N. Кл. (22) Заявлено 16. 07. 80 (21) 2961638/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 05 В 11/26

Гооудоротоаиаьй комитет

СССР ао долам изобретеиий и открытий (53) УДК62" 50 (088.8) Опубликовано 23. 05. 82. Бюллетень 3419

Д,ата опубликования описания 23. 05. 82

А. С. Грицай, И. П. Игнатьев, Г. Ф. Михальченок, Б. А. Тихо (72) Авторы изобретения лев„: 1

"- — (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к автомати1ке и вычислительной технике и может быть использовано при управлении rieремещениями механизмов, например станков и других механизмов с числовым программным управлением. S

Статическая и динамическая точность регулирования перемещения в прецизионных механизмах обеспечивается не только качественным выполнением канала обратной связи по пере- 1в мещению, но и высоким качеством канала обратной связи по скорости перемещения.

Известно устройство с применением преобразования сигнала датчика скорости в цифровую форму (1), Однако это преобразование осуществляется одним устройств м во всем диапазоне регулирования скорости, так что несмотря на исключение остальных аналоговых устройств из контура регулирования суммарная погрешность устройства велика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой следящий привод, содержащий последовательно соединенные вычислитель, преобразователь код-аналог, усилитель, двигатель, датчик перемещения, преобразователь перемещение-код, выход которого соединен с первым входом вычислителя,. и соединенный с двигателем аналоговый датчик скорости

Недостатком устройства является низкая точность регулирования скорости устройства, вызванная погрешностями аналогового контура регулиро" вания скорости и применением коррекции посредством переключения аналоговых элементов в блоке изменения коэффициента связи.

Цель изобретения - повышение точности цифрового следящего привода., Эта цель достигается тем, что регулятор содержит блок согласования отсчетов, блок памяти коррекции и

7 4 зуется для формирования цифрового кода заданной скорости перемещения в виде.

1 оЗ = киг ;+ "с " где к р, к — коэффициенты передачи канала перемещения и канала компенсации скоростного рассогласования соответственно.

Сигнал uu$ сравнивается с сигналом фактической скорости w, который в зависимости от уровня скорости может поступать с выхода БСО 10 (в; этом случае td = ; ) или же с выхо+ да блока 11 коррекций (формирование этого сигнала рассмотрено ниже).

Код ошибки скорости Я .=ж ;-ы; преобразуется в вычислителе 1 в сигнал регулятсра скорости, который с выхода вычислителя поступает на вход преобразователя код в аналог 2 и далее через усилитель 3 мощности на двигатель 4, скорость которого в установившемся режиме пропорциональна этому сигналу. Скорость двигатепя щ измеряется в предлагаемом устрой стве двумя способами.

Сигнал аналогового датчика 6 скорости пропооционален скорости двигателя 4, если эта скорость ниже уровня ограничителя 7.Этот сигнал преобразуется в цифровой код or< e аналого-цифровом преобразователе 8.

Приращение кода на выходе преобразователя перемещение-код 9 также пропорционально скорости ю, именно

* М tlat TM

Ьх = еп (--2 --)

2 J( где И вЂ” число дискрет датчика 5 перемещения на 2Л электрических радиан; N- скорость датчика перемещения, Т„- период измерения, причем дх тем точнее соответствует измеряемой скорости и), чем больше значение и).

В предлагаемом устройстве точность регулирования скорости повышена как раз за счет использования каждого из сигналов выхода АЦП 8u и

4f.

ППК 9 бХ" для регулирования скорости в своем диапазоне.Для этого служит блок согласования отсчетов 10.

В этом блоке анализируется старший разряд юс и, если он установлен в "1", т.е., если скорость и3 близка к верхней границе диапазона низких скоростей, то переходим на обратную связь,. использующую код скорости с ППК 9

4f Ill

ы:=-2 . х", где 2 - коэффициент согСигнал ошибки в i-ом цикле перемещения

М

„+ (dx З,- Ьх;), где Я, - суммарный сигнал ошибки за предыдущие циклы перемещения, исполь3 93024 последовательно соединенные ограничитель, аналого-цифровой преобразователь и блок коррекции, выход которого подключен к второму входу вычислителя, к третьему и четвертому входу которого подключены соответственно выходы блока памяти коррекции и блока согласования отсчета, а выход вычислителя подключен к второму входу блока коррекции, выход to аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу блока согласования отсчета, второй вход которого соединен с выходом преобразователя перемещение-код, а выход дат- 15 чика скорости соединен с входом ограничителя.

На фиг, 1 приведена блок-схема цифрового следящего привода,; на фиг. 2- коррекция характеристики це- 20 пи обратной связи по скорости.

Привод содержит последовательно соединенные вычислитель 1, преобразователь код-аналог усилитель 3, двигатель 4, датчик 5 перемещения, аналоговый датчик 6 скорости, соединенный с валом двигателя 4 и

l последовательно соединенные с датчиком скорости 6 ограничитель 7 сигнала датчика и аналого-цифро- 50 вой преобразователь (АЦП) 8, преобразователь перемещение-код (ППК) 9, соединенный с датчиком 5 перемещения. Выходы преобразователя перемещение-код 9 и аналого-цифрово35 го преобразователя 8 подключены к входам блока согласования отсчетов (БСО) 10, аналого-цифровой преобразователь 8 соединен с блоком 11 коррекции сигнала скорости, который,в свою очередь, соединен с вычислителем 1.

Постоянные, определяющие величину коррекций сигнала скорости, записаны в блок 12 памяти коррекций, соединенный с вычислителем 1.

Устройство работает следующим образом. . В вычислителе 1 сигнал приращения

Ф заданного перемещения dx< сравнива5 ется с цифровым сигналом приращения

50 фактического перемещения dx с выхода ппеобразователя перемещение-код

Э0247 6 щего привода и обеспечивает экономический эффект.

5 9 ласования кодов, зависящий от датчиков и преобразователей и выбираемый из условияш = 2-8x". Код ы" а устанавливается на числовых выходах

БСО 10. Если старший разряд АЦП 8 в

"1" не установлен, то для формирования обратной связи по скорости используется код АЦП »,, причем для ком4 пенсации нелинейностей канала датчик скорости -АЦП этот код подает ся на второй вход блока 11 коррекции. На первый вход блока 11 коррек:ции вычислитель засылает константу з блока памяти коррекций. Блок 11 коррекций производит кусочно-линейую аппроксимацию нелинейности канала датчик скорости - АЦП, причем коэффициенты аппроксимирующей. функции и опорные точки записаны в блоке 12 памяти коррекций l.

На фиг. 2 показан принцип коррекции характеристики цепи обратной связи по скорости.

Желаемая зависимость кода обратной связи от величины скорости линейная а =К м, фактическая: харако л теристика нелинейная и1ф = fg(), ве,личина поправки f 94=-Nf;Nz.

Зависимость fg(44 аппроксимируется ломаной f -(и").

Значение кода обратной связи на

I-ом участке аппроксимации

Ф . ((М- ЯЮф„=e) + f ы„ + кÄÄ(el -И 1) = Lu, Выбором числа участков аппроксимации можно обеспечить желаемую точность регулирования скорости.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность цифрового следяформула изобретения

Цифровой следящий привод, содер :жащий последовательно соединенные вы числитель, преобразователь код-аналог, усилитель, двигатель, датчик перемещения, преобразователь перемещение-код, выход которого соединен с первым входом вычислителя, и соединенный с двигателем аналоговый датчик скорости, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью повышения точности,он содержит блок согласования отсчетов, блок памяти коррекции и последовательно соединенные ограничитель, аналого-цифровой преобразователь и го блок коррекции, выход которого подключен к второму входу вычислителя, к третьему и четвертому входу которого подключены соответственно выходы блока памяти коррекции и блока согла25 сования отсчета а выход вычислитеУ ля подключен к второму входу блока коррекции, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу блока согласования отсчета, второй вход которого соединен с вы30 ходом преобразователя перемещениекод, а выход датчика скорости соединен с входом ограничителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

М 656026, кл. G 05 В 19/40, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

И 613290, кл. G 05 В 15/02, 1 978 (прототип) .

930247

Составитель А. Лащев

Редактор Н.Лазаренко Техред Jl. Пекарь КорректорС. Шекмар

Заказ 3469/62 Тираж 908 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И,-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4