SU962845A1 - Цифрова след ща система - Google Patents

Description

() ЦИФРОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относитс  к автоматике , в ч-астности к .системам автоматического управлени  объекта1и1И с регулированием скорости и величины перемещени , и может найти применение при автоматизации металлорежущих станков и прокатных сзтанов.

Известно импульсно-фазовое устройство дл  программного управлени , содержащее генератор импульсов, блоки сложени  и вычитани , делители частоты , фазовый дискриминатор, двигатель, вал которого механически св зан с датчиком обратной св зи 1.

Недостатком данного устройства  -вл ютс  низкие надежность и точность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  цифровой след щий привод, содержащий генератор импульсов, первый выход которого подключен к первому входу блока управлени , последовательно соединенные первый элемент И, первый счетчик-делитель, первый формирователь , первый фазовый дискриминатор, усилитель мощности и исполнительный двигатель, вал которого механически св зан с тахогенератором, выход Которого подключен к второму входу усилител  мощности и с датчиком положени , выход которого через второй формирователь соединен с вторым входом первого фазового дискриминатора, а также последовательно соединенные второй элемент И, второй счетчик-делитель , фильтр и усилитель-преобразователь , выход которого подключен к входу датчика положени  2,

Недостатками известного привода

10  вл ютс  низка  точность вследствие большой неравномерности перемещени  .при больших величинах кода задани , а также узка  область применени  вследствие жестких требований к эле15 ментной базе и невозможности управлени  параллельным кодом.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможностей системы.

20

Указанна  цель достигаетс  тем, что в систему введены первый и второй ключи, 7 ретий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, последовательно соединенные третий формирователь,

25 вторсП фазг- -ый дискриминатор, преобразотатель за-код, блок индикации, последовательно соединенные третий ключ, третий счетчик, первый дешифратор и последовательно соединенные

30 четвертый счетчик и второй дешифратор , выход которого подключен к перрь входам первого, второго и третье го ключей, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, а вторые входы - с вторым и третьим выходами блока управле ни  и первыми входами третьего и чет вертого элементов И, вторые входы которых.подключены соответственно к первому и второму входам первого фазового дискриминатора, а выходы - к первому и второму входам элемента ИЛИ, выходом соединенного с установо ным входом четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом третьего счетчика, второй и третий входы которого подключены соответственно к четвертому и п тому выходам блока управлени , причем второй вход третьего ключа соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с вторым выходом генератора импульсов, а третий вход - с выходом первого дешифратора и с третьими входами первого и второго ключей/ выходы второго счетчика-делител  и второго формировате л  подключены соответственно к входу третьего формировател  и к второму входу второго фазового дискриминато ра, а третий выход генератора импул сов подключен к второму выходу преобразовател  фаза-код. о На фиг.1 приведена блок-схема циф рового след щего привода; на фиг.2 временные диаграммы работы элементо привода. На фиг,1 и 2 прин ты следующие обозначени : генератор 1 импульсов, первый элемент И 2, первый счетчик . делитель 3, первый формирователь 4, второй элемент И 5, второй счетчикделитель 6, фильтр 7, усилитель-пре образователь 8, датчик 9 положени , второй формирователь 10, первый фаз вый дискриминатор 11, усилитель 12 мощности, исполнительный двигатель 13, тахогенератор 14, блок 15 управ лени , первый ключ 16, второй ключ 17, третий ключ 18, третий счетчик 19, первый дешифратор 20, четвэртый счетчик 21, второй дешифратор 22, третей и четвертый элемент И 23 и 2 элемент ИЛИ 25, третий формировател 26, Аторой фазовый дискриминатор 27 преобразователь 28 фаза-код, блок 29 индикации, первый, второй и трет выхода 30-32 генератора импульсов, второй, третий, четвертый и п тый выходы 33-36 блока управлени , выхо ды 37 и 38 первого и второго ключей выходы 39 и 40 первого и второго эл ментов И, выходы 41 и 42 первого и второго сЧэтчиков-делителей, выход 43,первого формировател  43, выход 44 фильтра, выход 45 усипител -преобразовател , выход 46 датчика поло жени , выход 47 второго формировател , выкод 48 первого фазового дискриминатора , выход 49 усипител  мощности , выход 50 исполнительного двигател , выход 51 тахогенератора, выход 52 третьего ключа, выход 53 третьего счетчика, выход 54 первого дешифратора , выход 55 четвертого счетчика, выход 56 второго дешифратора, выходы 57 и 58 третьего и четвертого элементов И, выход 59 элемента ИЛИ, выход 60 третьего формировател , выход 61 второго фазового дискриминатора, выход 62 преобразовател  фаза-код. Привод работает следую-ц-дм образом. В исходном состо нии на выходах 33-36 блока 15 управлени  сигналы отсутствуют, на выходах 37 и 38 ключей 16 и 17 - логическа  , импульсы генератора 1 с выхода 30 через элементы И 2 и 5 поступают на входы счетчиков-делителей 3 и 6, коды которых N3 и N(, измен ютс  синфазно , фазовый сдвиг между импульсами на выходах43 и 47 равен нулю, на выходе 48 фазового дискриминатора 11 напр жение равно нулю, двигатель неподвижен. Импульсы 43 и 47 поступают периодически с. частотой питани  датчика положени  , где fp частота генератора 1 по выходу 30; N - емкость счетчиков-делителей 3 и 6. Коды счетчиков 19 и 21 равны нулю , на выходе 54 дешифратора 20 логический , а на выходе 56 дешифратора 22 - логическа  , ключ 18 закрыт, на выходе элемента ИЛИ 25 - логический О. При управлении приводом унитарным кодом и при условии, что на выходе 56 дешифратора 22 по вл етс  логический О при коде счетчика Njj 1, установкой логической на выходах 33 или 34 блока 15 выбирают направление перемещени , на его выходе 36 устанавливают код S по выходу 35 блока 15 управлени  задают частоту следовани  импульсов, равную скорости перемещени . Импульсы с выхода 35 синхронизируютс  частотой генератора 1 и поступают на второй вход счетчика 19, на третьем входе которого установлен код Ыз(,1. По заднетлу фронту Кс1ждого нмпульса с выхода 35 производитс  запись кода в счетчике 19. Пусть на выхода 33 блока 15 управлени  установлен логический О, а на его выходе 34 - логическа  i (соответствует йеремещению Вперед ). После записи кода задани  в . -счетчик 19 на выходе 54 дешифратора 20 по вл етс  логическа  , а на выходе 38 ключа 17 - логический О, элемент И 5 закрываетс  дп  прохождени  импульсов генератора 1 на вход .счетчика-делител  6. Элемент и 2 открыт и импульсы генератора 1

продолжают поступать на вход счетчика-делител  3. Одновременно с по влением погической Ч на выходе 54 дешифратора 20 открываетс  ключ 18 и имаульсом генератора 1 с выхода 30 производитс  вычитание импульса со счетчика 19, его код становитс  равным О, на выходе 54 дешифратора 20 по вл етс  логический О, ключ 18 закрываетс , на выходе ключа 17 по вл етс  логическа  , элемент И 5 открываетс  и импульсы генератора поступают на вход счетчика-делител  6.

Так как на вход счетчика-делител  6 поступает на один импульс меньше , чем на вход счетчика-делител  .3, то на выходе 43 формировател  4 по вл етс  импульс раньше на величину , чем на выходе 47 дешифратора 10; на выходе 48 фазового, дискриминатора 11 по вл етс  напр жение положительной пол рности,двигатель поворачиваетс  на угол лЧ 2Л/Ы-п, где п - число оборотов входной оси датчика 9 положени  за один оборот вала двигател  13, фаза датчика смешаетс  на этот угол, рассогласование между импульсами 43 и 47 исчезает..

Одновременно при по влении импульса единичного уровн  на выходе 47 формировател  10 на выходе 59 элемента ИЛИ 25 по вл етс  логическа  и счетчик 21 обнул етс  (одновременно с вычитанием 1-го импульса со счетчика 19 и прохождением одного импульса на счетный вход счетчика 21), состо ние выхода 56 дешифратора 22 не мен етс .

При по влении очередного импульса на выходе 35 блока 15 управлени  описанный процесс повтор етс : импульс с выхода 47 формировател  10 отстает от импульса с выхода 43 формировател  4, на выходе 48 фазового .дискриминатора 11 по вл етс  управл ющее напр жение, двигатель 13 поворачиваетс , импульс с выхода 47 формировател  10 догон ет импульс с выхода 43 формировател  4,

Каждый поворот оси датчика положени  на угол Д V приводит к сдвигу фазы импульсов, поступаюа{их с выхода 47 формировател  10 относительно импульсов с выхода 60 формировател  26 На выходе 61 фазового дискриминатора 27 по вл етс  сигнал единичного уровн  с длительностью, равной фазовому сдвигу между этими импульсами. Этот временной интервал с помощью преобразовател  фаза-код 28 и генератора 1 (выход 32) преобразуетс  в параллельный код и поступает на блок 29 индикации.

При управлении параллельным кодом рассмотрим работу привода вначале бе

св зи.выхода 56 дешифратора 22 с входами ключей 16-18 Пусть будет задано направление Назад, что соответствует jjo ecкой Ч на выходе 33 блока 15 и логическому О на входе 34. Допустим , что на выходе 36 блока 15 установлен код равный 3 (фиг.2а), и подана команда Запись с выхода 35 блока 15 в момент времени t. По

О заднему онту импульса с выхода 35 в момент времени tr в счетчик 19 записываетс  код равный 3, на выходе 54 дешифратора 20 по вл етс логическа  , на выходе 37 ключа

5 16 - логический О, элемент И 2 закрываетс  и импульсы генератора 1 с выхода 30 перестанут поступать на вход счетчика-делител  3. Эти же импульсы через ключ 18 Поступают на

0 первый вход счетчика 19. После прохождени  третьего импульса по его заднему фронту на выходе 53 счетчика 19 код Njj становитс  равным О, на выходе 54 дешифратора 20 по вл етс  О (момент времени tj) , на

выходе 37 ключа 16 - логическа  , импульсы генератора вновь начинают поступать на вход счетчика-делител  3. Фаза выходных импульсов 43 формиQ ровател  4 отстает от фазы импульсов 47 формировател  10 на величину dVj 3-дТ, на выходе 48 фазового дискриминатора 11 по вл етС  управл ющее напр жение отрицательной по л рности, двигатель начинает поворачиватьс  и рассогласование уменьшает-, с  до 0. Привод отрабатывает перемещение , равное 3 дискретам. Между импульсами с выхода 47 формировател  10 и с выхода 60 формировател  26 по вл етс  фазовый сдвиг, равный 3 дТ, и на блоке 29 индикации высвечиваетс  число 3. При повторной подаче команды

Запись

процесс повтор етс  и на

устройстве индикации высвечиваетс  цифра 6.

I - /

Рассмотрим работу:привода при подключении выхода 56 к входам.ключей 16-18 и дополнительном условии, что на выходе 56 дешифратора 22 -. логцпри коде счетчика

ческа 

0 и логический О при любом коде N -i/l (фиг. 25).

В отличие от предыдущего случа  сдвиг фазы импульсов свыхода 47 относительно фазы импульсов с выхода 43 происходит не в течение одного периода частоты питани  датчика положени  Тр, а за три.

Измен   величину кода N-, при котором обеспечиваетс  О на выходе 56 дешифратора 22, можно простыми средствами снижать величину скачков фазы импульсов, поступающих с выходоЪ 43 или 47 существенно снижать,

Claims (2)

1. Искажени  в каналах формирователей 4 и 10, по вл ющиес  в процессе уп19а|влени , и повысить точность работы привода при управлении параллельным кодом с малой частотой поступлени  команд Запись. Высока  точность отработки команд и универсальность управлени  позволит снизить аппаратурные затраты, что позволит получить значительный Технико-экономический эффект. , Формула изобретени  Цифрова  след ща  система, содержаща  генератор импульсов, первый выход которого подключен к первому входу блока управлени , последовательно , соединенные первый элемент И, первый счетчик-делитель, первый формирователь , первый фазовый дискриминатор , усилитель мощности и исполнительный двигатель, вал которого механически св зан с тахогенератором , выход которого подключен к второму входу усилител  мощности, и с датчиком положени , выход которого через второй формирователь соединен с вторым входом первого фазового ди криминатора, а также последовательно соединенные второй .элемент И, второй счетчик-делитель, фильтр и усилитель преобразователь, выход которого под ключен к входу,датчика положени , отличающа с  тем, что, целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей сие темы, в нее введены .первый и второ ключи, третий и четвертый элементы элемент ИЛИ, последовательно соединенные третий формирователь, второ фазовый дискриминатор, преобразователь фаза-код, блок индикации, последовательно соединенные третий клю третий счетчик, первый дешифратор и последовательно соединенные четвертый счетчик и второй дешифратор, выход которого подключен к первым входам первого второго и третьего ключей , выходы первого -и второго ключей соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, а вторые входы - с вторым и третьим выходами блока управлени  и первыми входами третьего и четвертого элементов И,- вторые входа которых подключены соответственно к первому и второму входам.первого фазового дискриминатора, а выходы - к первому и второму входам элемента ИЛИ, выходом соединенного с установочным входом четвертого счетчика, счетнай вход которого соединен с первым входом третьего счетчика, второй и третий входы которого подключены- соответственно к четвертому и п тому выходам блока управлени , причем второй вход третьего ключа соединен с вторым заходом генератора импульсов и с вторыми входами первого и второго элементов И, а третий вход - с выходом первого дешифратора и с Tp3TbH(vM входами первого и второго ключей, выходы второго счетчика-делител  и второго формировател  подключены соответственно к входу третьего формировател  . и к второму ВХ.ОДУ второго фазового дискриминатора, а третий выход генератора импульсов подкл(очен к второму входу преобразовател  фаза-код. , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 238647, кл. G 05 В 11/14, 1967.
2. 2.Михеев Ю.Е. и Сосонкин В.Л. Системы автоматического управлени  станками. М.,. Машиностроение , 1978, с.163 (прототип).