Устройство для управления следящим приводом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СЛЕДЯЩИМ ПРИВОДОМ, содержащее последовательно соединенные генератор так товых импульсов, делитель частоты. формирователь напряжения питания фа зового датмика, фазовый датчик положения , формирователь стробирущей метки, а также последовательно соединенные импульсно-аналоговый преобразователь , привод и исполнительный механизм, подключенный к второму вхо, ду фазового датчика положения, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью повыи1|ения точности устройства и увеличения диапазона регулирования скорости привода, в него введен программный блок, первый вход которого соединен с выходом формирователя стробирующей метки,второй вход ,с выходом делителя частоты, первый выход которого подключен к входу импульсно-аналогового преобразов . теля, а второй выход - к управляю-щему входу делителя частоты.

(19) 011

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° WHlffH

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

1 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АвторСноьЮ Си иДательСтвМ (21) 2753624/18-24 (22) 02.04 ° 79 (46) 15 06.83 ° Бюл. 11".22 (72) А.Ф. Петрунин, В. С . Дрогай цев, С.В.Васильев, Е.В.Анисимов, и Л.В.Кулько (53) .621-503.55(088.8) (56) 1. Ратмиров В.А.Основы программного управления станками. М., "Машиностроение", 1973, с.158.

2..:Авторское свидетельство СССР

1 434381, кл. G 05 B 19/ 18, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

И 408278, кл. G 05 В 19/18, 1972 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СЛЕДЯЩИМ ПРИВОДОМ, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, формирователь напряжения питания фазового датчика, фазовый датчик положения, формирователь стробирующей метки, а также последовательно соединенные импульсно"аналоговый преобразователь, привод и исполнительный механизм, подключенный к второму вхо. ду фазового датчика положения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства и увеличения диапазона регулирования скорости привода, в него введен программный блок, первый вход которого соединен с выходом формирователя стробирующей метки, второй вход " ,.с выходом делителя частоты, первый а выход. которого подключен к входу импульсно-аналогового преобразователя,.а второй выход - к управляю щему входу делителя частоты. а

1023283

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, в фазовых следящих приводах систем числового программного управления металлообрабатывающим оборудованием.

Известно устройство управления, в котором частоту напряжения питания фазового датчика положения и управляющую частоту формируют путем деления тактовой частоты делителями (1 j .

Недостатками этого способа являются низкая статическая точность и малая скорость слежения.

Известно устройство управления следящим приводом, в котором частоту напряжения питания фазового датчика положения формируют путем деления тактовой частоты генератора в делителе, в зависимости от шага датчика и требуемой точности (2).

Недостатком этого устройства является ограниченность максимальных скоростей следящих приводов.

Наиболее близким к изобретению является устройство управления следящим приводом, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов,.делитель частоты, формирователь напряжения питания фазового датчика, фазовый датчик положения, формирователь стробирующей метки, а также последовательно соединенные импульсно-ана логовый преобразователь, привод и исполнительный механизм, подключенный к второму входу фазового датчика положения f3).

Недостатком устройства является то, что для обеспечения высокой статической точности следящего привода необходимо иметь большой коэффициент деления тактовой частоты, т.е. большое число разрядов делителя, а это требует высокой тактовой частоты, что ограничивает число разрядов из-за недостаточного быстродействия делителя.

Уменьшение we частоты сигнала питания фазового датчика ведет к уменьшению максимально допустимого значения скорости слежения. Действительно, фаза выходного сигнала дат чика и ее кодированное значение пропорциональны положению d ротора(бегунка). Если, например, ротор вра.щается равномерно с угловой скоро-.

2 стью Q.,ò.е. L=At, то индуктированное в обмотке ротора напряжения, равно е,= (а-а)ф„ем в ) .

Из этого выражения видно, что при вращении ротора изменяется частота и амплитуда индуктированного напряжения. Исходя из условия допустимых фазовых скажений, скорость Я.ограничивается допустимой девиацией частоты, т.е.

Я<0а), (1) где а < 1 - постоянная и выбирарается из условия допустимых.фазовых искажений — сО

Я.

U0

Данные противоречивые требования решаются в известных решениях компромиссно, например путем повышения статической точности устройства и уменьшения скорости следящего привода или наоборот.

Цель изобретения - повышение точности устройства и увеличение диапазона регулирования скорости привода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления сле- дящим приводом введен программный блок, первый вход которого соединен с выходом формирователя стробирующей метки, второй вход - с выходом делителя частоты, первый выход которого подключен к входу импульсно-аналогового преобразователя, а второй выход - к управляющему входу делителя частоты.

На. чертеже представлена структурно-функциональная схема. системы регулирования частоты напряжения питания датчика.

Схема. содержит генератор 1 тактовой частоты, делитель 2, включающий логические элементы И-ИЛИ и триггеры

У формирователь 3 синусоидального и косинусоидального напряжений питания фазового датчика положения, фазовый датчик 4, формирователь 5 стро бирующей метки, преобразователь 6 импульсного сигнала в постоянное напряжение управления приводом, регулируемый привод 7, исполнительный механизм 8, программный блок 9, включающий регистр 10 вывода и ре-. гистр 11 ввода.

Устройство работает следующим образом.

3 1023283 4

Составитель В. Грибова

Техред И.Гергель Корректор А. Дзятко

Редактор Н.Воловик

Заказ 4209/31 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Импульсы с делителя 2 поступают, на формирователь 3 напряжений питания фазового датчика. С выходов формирователя 3 на датчик 4 поступают два напряжения, одинаковые по частоте, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90

По стробирующей метке формироватия 5, которую получают из сигнала ооратной связи с датчика 4, например при переходе этим сигналом нулевого значения в начале периода в регистр 11 ввода записывают текущее, кодированное значение положения, по которому в программном блоке 9 вычис ляется текущее; значение скорости.

Программный блок 9 вычисляет также управляющий сигнал, пропорциональный рассогласованию заданного, хранящегося в памяти, и текущего, записанного в регистр ll, значений положения и. формирует этот управляющий сигнал в виде широтно-модулированной последовательности импульсов на входе преобразователя 6.

Привод 7 отрабатывает сигнал с выхода преобразователя в сторону уменьшения рассогласования между истинным и заданным положениями.

Сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

Допустим, необходимо обеспечить скорость слежения& большую, чем .максимально допустимая, т.е.

R„»0h)„ для этого на привод 7 подается.сигнал, пропорциональный Q.1, а,по вычисленному программным блоком 9 текущему значению скорости вычисляется

5,съем делителя, при котором выполняется условие (1). Код, соответствующий новому (меньшему) значению коэффициента деления, подается на включающие логические элементы И10 ИЛИ делителя 2, разрешая прохождение тактовой частоты генератора 1 через триггеры делителя 2. Таким образом, частота питающего напряжения поддерживается такой„"при которой

15 выполняется условие 11 ), т.е.

9 рою,.

Очевидно, что при этом дискрет ность кодированного текущего значения положения изменяется (увеличи20.вается ), так как изменяется коэффициент деления делителя. Однако при приближении к точке позицирования, .при торможении, дискретность текущего значения уменьшается.

25 Таким образом, можно повысить точность устройства и верхний пре" дел скорости следящего привода по сравнению со схемой с постоянным коэффициентом деления делителя, При использовании предлагаемого устройства в следящих приводах систем программного управления станками, технико-экономический эффект предполагается получить путем повышения скорости холостых ходов.