Устройство для управления следящим приводом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СЛЕДЯЩИМ ПРИВОДОМ, содержащее генератор , выход которого соединен с входом цифроанапогового преобразователя , датчик обратной связи, соединенныйс приводом, вход которого соединен с выходом расширителя зоны допустимого рассогласования, детектор , первый вход которого соединен с выходом датчика обратной связи , а второй вход - с выходом генеотличающееся ратора. тем, что, с целью повышения точности путем расширения зоны допустимого рассогласования, в него введены шесть ключей, два инвертора, два запоминающих блока, счетчик и дешифратор , а датчик обратной связи. вьшолнен в виде циклического датчика перемещений, например индуктосина , причем синусный выход цифроаналогового преобразователя соединен с входами первого и второго ключей, а косинусный - с входами третьего ключа и первого инвертора, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выходы первого и четвертого ключей соединены с синусным входом, а выходы второго и третьего ключей - с косинусным входом датчика обратной связи, выход детектора соединен с входами пятого и шестого ключей, выходы которых сое (Л динены с входами первого и второго запоминакнцих блоков, выходы котос рых соединены с первым и вторым вхо§ дами расширителя -зоны допустимого рассогласования соответственно, выход генератора соединен с входом счетчика, выходы которого соедине 1ы с дешифратором, выход которого соединен с управляющими входами перво- . го, третьего и пятого ключей и с 00 выходом второго инвертора, выход со которого соединен с управляющими 00 входами второго, четвертого и шесqp того ключей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) И) 1бц С 05 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3502588/18-24 (22) 20. 10.82 (46) 15.08.84. Бюл. И 30 (72) Е.Г. Афанасьев, В.Г. Воржев, В.В. Голубев и А.С. Лопатин (53) 08-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 796787, кл. С 05 В 11/01, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

703781, кл. С 05 В 19/18, 1979 (про то тип ) .

3. Бычатин Д.А., Вильнер Т.А.

Индукционные преобразователи информации. Л., 1981, с. 21-28, 92. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СЛЕДЯЩИМ ПРИВОДОМ, содержащее генератор, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, датчик обратной связи, соединенный.с приводом, вход которого соединен с выходом расширителя зоны допустимого рассогласования, детектор, первый вход которого соединен с выходом датчика обратной связи, а второй вход — с выходом генератора, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности путем расширения зоны допустимого рассогласования, в него введены шесть ключей, два инвертора, два запоминающих блока, счетчик и дешифратор, а датчик обратной связи выполнен в виде циклического датчика перемещений, например индуктосина, причем синусный выход цифроаналогового преобразователя соединен с входами первого и второго ключей, а косинусный — с входами третьего ключа и первого инвертора, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выходы первого и четвертого ключей соединены с синусным входом, а выходы второго и третьего ключей — с косинусным входом датчика обратной связи, выход детектора соединен с входами пятого и шестого ключей, выходы которых соединены с входами первого и второго запоминающих блоков, выходы которых соединены с первым и вторым входами расширителя -зоны допустимого рассогласования соответственно, выход генератора соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с дешифратором, выход которого соединен с управлякицими входами перво-.. го, третьего и пятого ключей и с выходом второго инвертора, выход которого соединен с управляющими входами второго, четвертого и шестого ключей.

Ф 11083

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах числового программного управления приводами, содержащими циклические датчики обратной, связи: вращающиеся трансформаторы, индуктосины и др.

Известно устройство, содержащее генератор, датчик обратной связи, детектор 13. 10

Однако данное устройство характеризуется низкой точностью и малой зо" ной допустимого рассогласования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, одержащее генератор синусо" идальных колебаний, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, датчик обратной связи — вращающийся трансформатор, сое- 0 диненный с приводом, вход которого соединен с выходом расширителя зоны допустимого рассогласования, детектор, первый вход которого соединен с выходом цатчика обратной связи, а вто- р5 рой — с выходом генератора. Расширитель зоны допустимого рассогласования включает в себя два триггера Шмидта, блок логики направления, реверсивный счетчик, дешифратор, блок согласования отсчетов и сумматор .2,1.

Недостаток этого устройства — низкая точность, обусловленная тем, что устройство содержит датчик обратной связи с двумя выходами, например вращающийся трансформатор. Такие датчики обладают пониженной точностью, Известны циклические датчики линейных и угловых перемещений, напри- 40 мер линейные и круговые индуктосины, которые обладают большей точнос-. тью I 32.

Однако указанные датчики не могут быть использованы с известным устройством.

Целью изобретения является повышение точности путем расширения зоны допустимого рассогласования у датчиков, имеющих одну выходную обмотку.

U = U соя ф я n щ3 где Бс, U< — напряжения на статорных с, с обмотках, U в3 — амплитуда и частота несущего напряжения, задаваемый угол поворота ротора датчика, При этом с выходных обмоток, сдвинутых в пространстве на 90, снимаются напряжения

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразо- вателя, датчик обратной связи, соединенный с приводом, вход которого соединен с ныходом расширителя эоны допустимого рассогласования, детектор, первый вход которого соединен с выходом датчика обратной связи, а второй вход - с выходом генератора, введены шесть ключей, два инвертора, два запоминающих блока, счетчик и дешифратор, а датчик обратной связи выполнен в виде циклического датчика линейных или угловых перемещений типа индуктосин, причем синусный выход цифроаналогового преобразователя соединен с входами первого и второго ключей, а косинусный — с входами третьего ключа и первого инвертора, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выходы первого и четвертого ключей соединены с синусным входом, а выходы второго и третьего ключей — с косинусным входом датчика обратной связи, выход детектора соединен с входами пятого и шестого ключей, выходы которых соединены с входами первого и второго запоминающих блоков, выходы которых соединены с первым и вторым входами расширителя эоны допустимого рассогласования соответственно, выход генератора соединен с входом счетчика, выход которого соединен с дешифратором, выход которого соединен с управляющими входами первого, третьего и пятого ключей и с входом второго инвертора, выход которого соединен с управляющими входами второго, четвертого и шестого ключей..л

Использование новых блоков и связей позволило в режиме разделения во времени при наличии одной выходной обмотки датчика обратной связи получить два сигнала рассогласовання, сдвинутых один относительно другого на угол 90 . Например, при амплитудном режиме питания на статорные обмотки датчика подаются напряжения

Б. = У sin+ sin x t, (1) 1108389

U = U sin (ос — р) sin <у t

p((2)

U> = U sin (90 + с --9) since)t, где с<. — угол, соответствующий реальному положению ротора датчика.

Второе из выражений (2) можно представить в виде

Бр = U sinfoc (p -90о) 3 sin (y)

Из последнего следует, что сигнал можно получить на первой обмотке ротора, если задаваемый угол умень- . шить на 90О, т.е. на статорные обмотки в соответствии (1) и (2) подать напряжения

U „= csin (ф-90 ) sin®t

= -U cosg sin <д t, 10

35

Бс = icos (-90 ) sin t

= Uosin9 sinuDt (3) 20

Указанные напряжения легко могут быть получены путем коммутации и инвертирования исходных сигналов (1).

Аналогичные выводы можно сделать и для случая с фаэовой модуляцией. В 25 предложенном устройстве осуществляется поочередное формирование на статорных обмотках датчика обратной связи напряжений в соответствии с (2). Таким образом, в данном уст- 30 ройстве могут быть применены датчики обратной связи с одной выходной обмоткой, например индуктосины, БСКТ и т.п.

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 — схема расширителя зоны допустимого рассогласования, вариант.

Устройство содержит генератор 1, цифроаналоговый преобразователь 2, 40 датчик обратной связи 3, привод 4, расширитель 5 зоны допустимого рассогласования, детектор 6, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой ключи 7-12, первый и второй инверторы 13 и 14, первый и второй запоминающие блоки 15 и 16, счетчик 17 и дешифратор 18.

Расширитель 5 зоны допустимого рассогласования содержит триггеры

19 и 20, формирователи 21 и 22, две логические ячейки И 23 и 24, счетчик 25, дешифратор 26, ключ 27, цифроаналоговый преобразователь 28 и сумматор 29.

Устройство работает следующйм образом.

Цифроаналоговый преобразователь

2 (см. фиг. 1) формирует из опорного сигнала генератора 1 напряжения в соответствии с выражением (1), причем угол задается в виде кода N, От генератора сигналы несущей частоты поступают также на вход счетчика 17, соединенного с дешифратором 18. На выходе дешифратора формируются импульсы для управления ключами, причем период следования этих импульсов равен времени заполнения счетчика. Скважность следования импульсов определяет соотношение между врЕменами формирования напряжений по выражениям (1) и (3).

Поскольку требуемая точность получения напряжений Up и Пр по выл Р2 ражению (2) различна, то и длительность формирования их целесообразно сделать различным. В одном состоянии дешифратора открываются ключи 7, 9 и 11, а в другом — сигналом инвертора 14 открываются ключи 8, 10 и 12. В первом случае на вход датчика обратной связи 3 поступают кап ряжения в соответствии с выражением (1), а во втором — в соответствии с выражением (3). На выходе датчика формируются поочередно напряжения По„и р в соответствии с выражением (2). Эти напряжения выпрямляются детектором 6 и запоминаются в запоминающих блоках 15 и 16 при открывании ключей 11 и 12. При этом на выходах запоминающих блоков формируются сигналы

U „= Uosin +

U2 = U cosо р где = с .— Ч вЂ” угол рассогласования.

Эти сигналы поступают на вход расширителя 5 зоны допустимого рассогласования, выходной сигнал которого используется для управления приводом 4.

Расширитель эоны допустимого рассогласования, приведенный на фиг. 2, работает следующим образом. Сигналы

U, и U4 поступают на входы триггеров Шмидта 19 и 20. Выходные сигналы триггеров имеют прямоугольную форму. Формирователи 21 и 22 выдают короткие импульсы: один — по переднему фронту, второй — по заднему фронту сигнала триггера 20. Логические ячейки И 23 и 24 работают как ключи, управляемые сигналом триггера 19. Так как сигнал Uz при увеличении Ыр опережает сигнал U на

1108389

ВНИИПИ Заказ 5862/32 Тираж 842 Подписное

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

90, а при уменьшении N - отстает на 90, то в первом случае будут формироваться импульсы на выходе ячейки 23, а во втором - на выходе ячейки 24. Эти импульсы поступают на положительный или отрицательный вход счетчика 25. Выходной код счетчика 25 поступает в дешифратор 2б.

Дешифратор формирует сигналы для управления цифроаналоговым преобразователем 28, а также сигнал, открывающий ключ 27 при нулевом состоянии счетчика 24. При открывании ключа 27 что происходит при рассоглаЭ о совании меньше +90 сигнал управления приводом Urzp соответствует сиг;. налу U„, поступающему через сумма-, тор 29. При большем рассогласовании сигнал управления приводом U„p фор5 мируется цифроаналоговым преобразователем по требуемому закону, В простейшем случае сигнал Бпр может бьгть равен максимальному допустимо- му значению с соответствующим знаком.

Данное устройство позволяет по- вйсйть точность станков с ЧПУ не только за счет использования более точных датчиков, но также из-за исключения влияния механических пе-, редач на результирующую погрешность.