Цифровой нуль-орган

Цифровой нуль-орган

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

{ 72) Авторы б (54) ЦИФРОВОЙ НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относится к автомати« ке и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления для вычисления интегральной составляющей закона регулирования.

Известен цифровой нуль-орган, содержащий преобразователь код-интервал, формирователь импульсов, схему совпадения, измеритель периода заданной частоты. Устройство используется для точного определения момента совпадения частот двух последовательностей импульсов, т.е. по существу является релейным компаратором (1).

Недостатком этого нуль-органа является то, что он не может быть использован для преобразования разности частот двух импульсных после" довательностей в цифровой код.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой нуль-орган, содержащий реверсивный счетчик, кодовые

2 входы которого ерез узлы блокировки соединены с блоком синхронизации, на вход которого подаются импульсные . последовательности частоты задания, тактовой частоты и частоты обратной

5 связи. Один из выходов блока синхронизации соединен с суммирующим входом, другой выход - с вычитавщим Вхо дом реверсивного счетчика. Этот нуль-орган производит сравнение импульсных последовательностей частоты задания и обратной связи и преобразует их в цифровой код, который затем используется в системе цифро-. вого регулирования (2j.

Недостатком известного нуль-орга— на является нечувствительность к изменению разности фаз между импульсны20 ми последовательностями частоты задания и обратной связи, т.е. пониженная точность работы.

Цель изобретения — повышение точности работы нуль-органа.

941998

1В

2О

Поставленная цель достигается тем, что в цифровом нуль-органе, содержащем триггеры, элементы И, дешифраторы, реверсивный счетчик, вычитающий счетчик, причем первый информационный вход цифрового нуль-органа соединен со входами установки в единичное состояние .триггеров и со входом управления вычитающего счетчика, второй информационный вход цифрового нуль-органа подключен ко входу установки в нулевое состояние первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вход тактовых сигналов цифрового нуль-органа подключен ко вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным входом вычитающего счетчика, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, прямые выходы разрядов которо-. го подключены ко входам первого дешифратора, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, инверсные выходы разрядов которого соединены со входами второго дешифратора, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с четвертыми входами второго и первого элементов И соответственно, прямые выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к установочным входам разрядов вычитающего счетчика, вь1ходы разрядов которого соединены со входами третьего дешифратора, выход которого подключен ко входам установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров, прямой выход третьего триггера соединен со вторым входом третьего элемента И.

Блок-схема цифрового нуль-органа представлена на чертеже.

Цифровой нуль-орган содержит триггеры 1 - 3,.элементы И 4 — 6, реверсивный счетчик 7, дешифраторы 8 и 9, вычитающий счетчик 10, дешифратор

11, информационные входы 12 и 13, вход тактовых сигналов 14.

Нуль-орган работает следующим образом.

25 зо

:c м

5Р

В установившемся режиме (согласованном состоянии системы регулирования) справедливы соотношения

f> = Е c = const, где fÚ и ЕОс сйгналй на информационных входах

12 и 13 соответственно; ь — временной интервал, соответствующий .фазовому сдвигу между f3 и fo npu равенстве их величины. Очередной импульс f,,поступающий в нуль-орган, осуществляет следующие переключения: триггеры 1 — 3 устанавливаются в состояние "1", разрешается перезапись кода реверсивного счетчика 7, соответствующего предыдущему значению

С, в вычитающий счетчик 10. При этом элементы И 5, И 6 остаются в закрытом состоянии, а элемент И 4 открывается, и тактовые импульсы Е поступают на счетный вход вычитающего счетчика l0, уменьшая его содержимое. Этот процесс продолжается до момента обнуления вычитающего счетчика 10, фиксируемого дешифратором 11. Выходным импульсом последнего триггер 1 устанавливается в состояние "0", а элемент И 4 закрывается.

Код реверсивного счетчика 7 не изменяется, так как момент обнуления счетчика с точностью до То = 1/fg совпадает с моментом поступления импульса f0, и в течение цикла элементы И 5, И 6, будут находиться в закрытом состоянии.

В режиме больших возмущений (3a период Еоспоступает несколько импульсов f > или наоборот) нуль-орган заходит в зону ограничения, так как заполнение реверсивного счетчика 7 фиксируется дешифратором 8, а его обнуление — дешифратором 9. В первом случае блокируется поступление импульсов на суммирующий вход реверсив-. ного счетчика 7, а во втором - на вы-читающий. Вход в линейную зону регулирования обеспечивается после устранения рассогласования вплоть до ос

В прецизионных системах управления и регулирования динамическое отклонение регулируемого параметра весьма мало, время регулирования также мало.

В таких системах использование. известного устройства, реагирующего на разность частот, невозможно. Особенно часто указанный режим имеет место

s системах, где частотный датчик регулируемого параметра имеет невысокую разрешающую способность, а такие

5 9419 датчики е силу их простоты и надежности нашли преимущественное применение, например в цифровых системах управления электропроводами. В этой области наиболее эффективно исполь5 зование предлагаемого цифрового нульоргана.

Таким образом, предлагаемый цифровой нуль-орган, сохранив достоинство известного устройства - цифровой выход, позволяет повысить чувствительность .к изменению разности фаз между импульсными последовательностями частот задания f > и обратной связи f, что повышает точность работы.

Формула изобретения

Цифровой нуль-орган, содержащий триггеры, элементы И, дешифраторы реверсиеный счетчик, вычитающий счетчик, причем первый информационный вход цифрового нуль-органа соединен с входами установки в единичное состояние триггеров и с входом управления еычитающего счетчика, второй информационный вход цифрового нуль.органа подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вход тактовых сигналов цифрового нуль-органа подключен к вторым входам первого и второго эле- З ментов И и к первому входу третьего

98 6 элемента И, выход которого соединен с информационным входом вычитающего счетчика, отличающийся тем,что, с цельюповышения точности нуль-органа, выход первогоэлемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, прямые выходы разрядов которого подключены к входампервого дешифратора, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, инверсные выходы разрядов которого соединены с входами второго дешифратора, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с четвертыми входами второго и первого элементов И соответственно, прямые выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к установочным входам разрядов вычитающего счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами третьсго дешифратора, выход которого подключен к входам установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров, прямой выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 335685, кл. G 06 Г 7/04, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке H 2814403/ 18-24, . G 06 F У/02, 1979 (прототип).

941998

Составитель В. Белкин

Техред Л. Пекарь Корректор И. Муска

Редактор Н. Егорова

Подписное

"/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4%0/38 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.