Цифровой следящий привод

Цифровой следящий привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()941926 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 1080 (21) 2996038/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070782.бюллетень ¹ 25

«И)М Кл з

Q 05 В 11/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

«53) УДК 62-50 (088;8) Дата опубликования описания 070782 (72) Авторы изобретения

Я.tJ.Ëèâøèö, A .В.Крыжановский и Ю.А .Ларионов,, 1 ь !

Куйбышевский политехнический институт им.В. В.Куйбышева г (71) Заявитель

W 1"

I (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регистрации измерительной информации в цифровой форме при высоких требованиях к скорости и точности ее вывода.

Известна цифровая следящая система, содержащая поразрядное кодовое сравнивающее устройство, дающее информацию о рассогласовании кодов приемного регистра и преобразователя угол — код через триггер запоминания знака разности кодов и триггеры за- пуска на усилитель и двигатель, с валом которого связан тахогенератор, преднаэначеный совместно с усилителем постоянного тока для введения скоростной обратной связи..Сигнал управления скоростью отработки выраба- 20 тывается триггером управления, подключающим сигнал обратной связи по . скорости через ключ системы (1J .

Недостатком такой системы является сложность, обусловленная наличием поразрядного разнесенного во времени сравнения кодов, наличием тахогенератора, усилителя постоянного тока и системы управления подключением сигнала обратной связи по скорости в зависимости от величины рассогласования. З0

Наиболее близким к изобретению является цифровой следящий привод, содержащий первый сумматор, последовательно соединенные входной регистр блок сравнения, преобразователь код длительность импульса, первый D -триггер и последовательно соединенные блок управления и двигатель, вал которого механически связан с преобразо.вателем перемещение — код, ра зрядные выходы которого подключены к соответствующим вторьм входам блока сравнения (2).

Данный привод нормально функционирует лишь при совпадении знаков скорости и перемещения подвижной части, т.е. в первом и третьем квадрантах фазовой плоскости.Во втором и четвертом квадрантах система оказывается неработоспособной и, следовательно, имеет ограниченную область применения, что является ее основным недостатком.

Цель изобретения — расширение области применения привода. указанная цель достигается тем, что в цифровой следящий привод введены элемент 2И-ИЛИ, второй, третий,и четвертый D-триггеры, элемент И, последовательно соединенные второй сумматор и пятый?3 -триггер и последова941926 тельно соединенные генератоо тактовых импульсов и счетчик импульсов, первый выход которого подключен к к первому входу элемента И, второй выход - к вторым входам преобразователя код — длительность импульса и элемента И, а также к тактовым входам второго, третьего и четвертого

D-триггеров, выходы которых соединены соответственно с первым входом сумматора, с первым входом второго сумматора и со вторым входом второго сумматора, третий вход которого подключен к информационному входу чет"

10 вертогоР -триггера и к второму раэряд65 ному выходу преобразователя перемеще- t ние — код, а выход — к информационному входу пятогоЭ -триггера, тактовый вход которого соединен с выходом элемента И и с тактовьм входом первого1) -триггера, а выход - с первым входом элемента 2И-ИЛИ, второй, тре- тий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому выходу первогоР -триггера, к второму выходу первогоО -триггера и к знаковому выходу блока сравнения, а выход — к входу блока управления, причем первый разрядный выход преобразователя перемещение — код соединен тактовыми входами второго и третьего0 -триггеров и с вторым входом пер- ЗО вого сумматора, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов .

На фиг.l приведена блок-схема привода; на фиг.2 — фазовые траектории 35 движения привода; на фиг.3 - временные диаграммы сигналов на выходах

Функциональных блоков. .Цифровой следящий привод содержит входной регистр 1, блок сравнения 2, 4р преобразователь код — длнтельность импульса 3, первый Э -триггер 4, эле-. мент 2И-ИЛИ 5, блок. управления б,дви.гатель 7, преобразователь перемещение — код 8, генератор тактовых импульсов 9, счетчик импульсов 10, элемент И ll, второй?)-триггер 12, третий D -триггер 13, четвертый О-триггер 14, пятый О-триггер 15, первый и второй сумматоры 16 и 17, положения изображающей точки подвижной части привода обозначены: X, -, X>, выходные сигналы функциональных блоков привода - Us„,„д, где и ":" номер функционального блока.

Привод работает следующим образом.

Отработка рассогласования Д вход,ного Хь и компенсирующего кода ХК поступающего с преобразователя перемещение - код 8, происходит по такому закону, чтобы за минимальное вре- 60 мя привести привод в точку нулевого рассогласования с нулевой .скоростью.

Эта оптимальная с точки зрения быстродействия привода зависимость скорости движения подвижной части системы от рассогласования (линия переключения) формируется преобразователем код — длительность импульса 3. реальная скорость движения подвижной части привода в каждый момент време- ни опредеЛяется интервалом времени, эа который изменяется младший разряд кода преобразователя перемещение код 8 °

На фиг.2 изображена оптимальная линия переключения (пунктирная линия) и траектория изображающей точки Х подвижной части привода. Условно взят случаЯ положительной разности Ь= Хб-Х и положительной скорости изображающей точки привода, т.е. первый квадрант фаэовой плоскости привода. В зависимости от положения изображающей точки X привода относительно оптимальной линии переключения, которое определяется D -Tðèããåðoì 4 и знаков скорости и рассогласования, определяющих номер квадранта фазовой плоскости, элемент 2И-ИЛИ 5 совместно с блоком управления б и двигателем 7 осуществляет режим разгона или режим торможения привода. Таким образом -реализуется движение изображающей точки привода, близкое к оптимальной траектории. Преобразователь код — длительность импульса 3 формирует импульсы определенной длительности в соответствии с кодом разности входного и компенсирующего кодов, поступающим с выходов блока сравнения 2. Выходной сигнал преобразователя 3 поступает на информационный вход первого О -триггера 4,который тактируется импульсами с выхода элемента И 11.При каждом изменении младшего разряда преобразователя перемещение — код 8 первый сумматор 16 устанавливается в состояние 1, снимается обнуление счетчика импульсов 10 и.он последовательно проходит несколько состояний. На входы элемента И 11 поступает, прямой и.инверсный сигналы старшего разряда счетчика импульсов 10.

Поэтому элементом И ll дешифрируется комбинация 01 . Выходным сигналом элемента И 11 тактируются первый 4 и пятый 15 D -триггеры, В Х). -триггер 4 переписывается состояние преобразователя код — длительность импульса 3, а в D -триггер 15 переписывается сигнал знака скорости с выхода второго сумматора 17. После этого инверсным сигналом старшего разряда счетчика импульсов 10 происходит установка преобразователя код — длительность импульса 3 в состояние l, а задний.фронт этого сигнала тактирует второй 12, третий 13 и четвертый 14

D "триггеры. В результате в них записывается информация, поступающая на информационные входы. При этом на выходе первого сумматора 16 устанавливается 0, счетчик импульсов 10

941926

Формула изобретения бнуляется и находится в этом состояи до следующего изменения младшего разряда преобразователя перемещение код 8. Если скорость подвижной части привода ниже допустимой в данный момент времени при данном рассогласовании, То к моменту прихода фронта установка Х) -триггера 4 закончится формирование импульса в преобразователе код длительность импульса 3, 0 -триггер .4 установится в состояние 0 и двигатель будет разгоняться.

Если же скорость выше допустимой в данный момент времени при данном рассогласовании, то формирование импульса не успеет закончиться, D -триггер 15

4 установится в состояние 1 и включится реверс двигателя. Сигналы знака рассогласования кодов с выхода блока сравнения 2, знака скорости с выходами -триггера 15 и сигнал по- 70 ложения изображающей точки привода в данный момент времени, формируемый

D -триггером 4, поступают на элемент

2И-ИЛИ 5, выходной сигнал которого вводится в блок управления 6 двигателем 7.

Направление движения привода определяется по изменению состояний двух младших разрядов компенсирующего кода. Для этого служат третий и четвертыйD -триггеры 13 и 14, второй сумматор 17, осуществляющий суммирование по модулю два и пятый Э вЂ” триггер

15.

Таким .образом, данный привод позволяет осуществлять управление положением объекта при любых сочетаниях знаков скорости и рассогласования,. что расширяет область применения припривода, и дает определенный технико экономический эФфект. . 40

Цифровой следящий привод, содержа- 45 щий первый сумматор, последовательно соединенные входной регйстр, блок сравнения, преобразователь код — длительность импульса, первый D -триггер и последовательно соединенные блок 50 управления и двигатель, вал которого механически связан с преобразователем перемещение — код, разрядные выходы которого подключены к соответствующим вторым входам блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения привода, в него введены элемент 2И-ИЛИ, второй, третий и четвертый О -триггеры, элемент И, последовательно соединенные второй сумматор и пятый Р -триггер и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов, первый выход которого подключен к первому входу элемента И, второй выход — к вторым входам преобразователя код — длительность импульса и элемента И, а также к тактовым входам второго, третьего и четвертого D -триггеров, выходы которых соединены соответственно с первым входом первого сумматора, с пер вым входом второго сумматора и со вторым входом второго сумматора, третий вход которого подключен к информационному входу четвертого D -триггера и к второму разрядному выходу преобразователя перемещение — код а выход — к информационному входу пятого D -триггера, тактовый вход которого соединен с выходом элемента И и с тактовым входом первого D -триггера, а выход — с первым входом элемента 2И-ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому выходу первого Р -триггера, к второму выходу первого D -триггера и к знаковому выходу блока сравнения, а выход — к входу блока управления, причем первый разрядный выход преобразователя перемещение — код соединен с тактовыми входами второго и третьего D -триггеров и с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 541143, кл. G 05 В 11/26, 1976.

2. Авторское свидетельство сссР по заявке Р 2688045/18-24, кл. 05 В 11/26, 1978 (прототип) .