Устройство управления угловым положением объекта регулирования

 

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ , содержащее задатчик расчетного угла, датчик текущего значения угла, выход которого соединен с преобразователем угол - код, подключенным выходом к первому входу первого блока сравнения, а также аналого-цифровой треобразователь, выход которого соединен со следящим приводом, отличающееся тем, что, с целью расширения числа рабочих режимов устройства, в него введены мультиплексор , второй блок сравнения, сумматор , формирователь кода, два блока ключей и задатчик угла коррекции, состоящий из датчика скорости, датчика приращения угла, выходы которых через элемент ИЛИ соединены с первым входом реверсивного счетчика, выход которого подключен через сумматор к первому входу мультиплексй а, выход преобразователя угол - код подключен к первому входу второго блока сравнения и через первый блок ключей к второму входу реверсивного счетчика, третий вход которого соединен с первым входом устройства и первым входом второго блока ключей, выход которого подключен к второму входу сумматора,, а второй вход - к выходу задатчика расчетного угла и второму входу второго блока сравнения, третий вход которого,соединен с вторым входом устройства и с управляющим входом мультиплексора, соединенного выходом через первый блок сравнения с четвертым входом второго блока сравнения и первым входом формирователя , второй вход которого подключен к первому выходу второго блока сравнения, соединенного вторым выходом с вторым входом первого блока ключей, выход формирователя кода соедин-ен с входом аналого-цифрового преобразователя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй блок (Л сравнения содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента сравнения , статический регистр и группу элементов И, выход которой является первым выходом данного блока, первые входы соединены с третьим входом блока сравнения, а вторые входы - с выходами статического регистра, вый вход которого через первый элеСП мент ИЛИ подключен к выходам первого 00 и второго элементов И, второй вход ю к первому выходу первого элемента сравнения и первому входу второго элемента И, второй вход которого через второй элемент сравнения подключен к первому входу данного блока сравнения, второй вход второго элемента сравнения является вторым вхоi дом данного блока, а второй выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом третьего элемента сравнения, вторые выходы первого и третьего элементов сравнения через

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3@9 С 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3531324/18-24 (22) 06. 01. 83 (46) 07. 10. 84. Бюл. Н- 37 (72) В.А. Вялов, Е.И. Клюев, Ю.М. Трубецкой и В.Н. Уславцев (53) 621.325.5-531.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

532085, кл. G 05 В 19/38, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР 622054, кл. С 05 В 19/32, 1978 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее задатчик расчетного угла, датчик текущего значения угла, выход которого соединен с преобразователем угол — код, подключенным выходом к первому входу первого блока сравнения, а также аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен со следящим приводом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения числа рабочих режимов устройства, в него введены мультиплексор, второй блок сравнения, сумматор, формирователь кода, два блока ключей и задатчик угла коррекции, состоящий из датчика скорости, датчика приращения угла, выходы которых через элемент ИЛИ соединены с первым входом реверсивного счетчика, выход которого подключен через сумматор к первому входу мультиплексдфа, выход преобразователя угол — код подключен к первому входу второго блока сравнения и через первый блок ключей к второму входу реверсивного счетчика, третий вход которого соединен с первым входом устройства и первым входом второго блока ключей, выход которого подключен к второму входу сумматора,, „,SU„„1111589 А а второй вход — к выходу задатчика расчетного угла и второму входу второго блока сравнения, третий вход которого, соединен с вторым входом устройства и с управляющим входом мультиплексора, соединенного выходом через первый блок сравнения с четвертым входом второго блока сравнения и первым входом формирователя кода, второй вход которого подключен к первому выходу второго блока сравнения, соединенного вторым выходом с вторым входом первого блока ключей, выход формирователя кода соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а- @ ю щ е е с я тем, что второй блок сравнения содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента сравнения, статический регистр и группу элементов И, выход которой являетЪ ся первым выходом данного блока, первые входы соединены с третьим входом блока сравнения а вторые входы — с

9 выходами статического регистра, первый вход которого через первый элемент ИЛИ подключен к выходам первого © и второго элементов И, второй вход— к первому выходу первого элемента сравнения и первому входу второго элемента И, второй вход которого через второй элемент сравнения подключен к первому входу данного блока сравнения, второй вход второго эле- :В мента сравнения является вторым вхо,дом данного блока, а второй выход

;соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом третьего элемента сравнения, вторые выходы первого и третьего элементов сравнения через

1117589 второй элемент ИЛИ подключены к вто- к первому входу данного блока сраврому выходу блока сравнения, а входы - нения.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах уп.равления силовыми приводами, в частности в устройстве управления опорно- 5 поворотным механизмом радиотелескопа для вывода его на изучаемый источник радиоизлучения в заданной области полусферы.

Известно устройство для програм- 10 много управления перемещением исполнительного органа, содержащее последовательно соединенные блок задания программы, реверсивный счетчик, фазосдвигающий блок, фазовый датчик об- 15 ратной связи и блок управления двигателем (1 ).

Недостатком устройства является то, что оно работает в программном режиме, тем самым исключает из конту- 20 ра управления оператора (в частности, нельзя произвести вручную подстройку от штурвала оператором луча антенны радиотелескопа на излучаемый объект и снятие его параметров). 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство адаптивного управления положением объекта, содержащее вычислитель, последовательно соединенные блок сравнения, аналого-цифровой преобразователь, следящий привод, датчик угла и преобразователь угол— код .2 ).

Однако известное устройство не позволяет оператору в процессе работы осуществлять текущую корректи ровку программы, а также управлять объектом регулирования, имеющего о угол поворота выходного вала > 360 с преобразователем угол — код с диапазоном изменения угла 0-360 .

Целью изобретения является расширение числа рабочих режимов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления угловым положением объекта регулирования, содержащее задатчик расчетного

2 угла, датчик текущего значения, угла, выход которого соединен с преобразователем угол — код, подключенным выходом к первому входу первого блока сравнения, а также аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен со следящим приводом, введены мультиплексор, второй блок сравнения, сумматор, формирователь кода, два блока ключей и задатчик угла коррекции, состоящий из датчика Скорости, датчика приращения угла, выходы которых через элемент ИЛИ соединены с первым входом реверсивного счетчика, выход которого подключен через сумматор к первому входу мультиплексора, выход преобразователя угол — код подключен к первому входу второго блока сравнения и через первый блок ключей к второму входу реверсивного счетчика, третий вход которого соединенс первым входом . устройства и первым входом второго блока ключей, выход которого подключен к второму входу сумматора, а второй вход — к выходу задатчика расчетного угла и второму входу второго блока сравнения, третий вход которого соединен с вторым входом устройства и с управляющим входом мультиплексора, соединенного выходом через первый блок сравнения с четвертым входом второго блока сравнения и первым входом формирователя кода, второй вход которого подключен к первому выходу второго блока сравнения, соединенного вторым выходом с вторым входом первого блока ключей, выход формирователя кода соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.

Кроме того, второй блок сравнения содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента сравнения, статический регистр и группу элементов

И, выход которой является первым выходом данного блока, первые входы соединены с третьим входом блока сравнения, а вторые входы — с выходами статического регистра, первый вход которого через первый элемент ИЛИ

3 1117 подключен к выходам первого и второго элементов И, второй вход — к первому выходу первого элемента сравнения и первому входу второго элемента И, второй вход которого через второй эле5 мент сравнения подключен к первому входу данного блока сравнения, второй вход второго элемента сравнения является вторым входом данного блока, а второй выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом третьего элемента сравнения, вторые выходы первого и третьего элементов сравнения через второй

15 элемент ИЛИ подключены к второму выходу блока сравнения, а входы — к I первому входу данного блока сравнения.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на

20 фиг.2 — функциональная схема блока сравнения.

Устройство содержит мультиплексор

1, блок 2 сравнения, формирователь

3 кода аналого-цифровой преобразоЭ

25 ватель 4, следящий привод 5, объект

6 регулирования, датчик 7 текущего значения угла, преобразователь 8 угол — код, первый блок ключей 9, задатчик 10 угла коррекции, состоящий из датчика 11 приращения угла, реверсивного счетчика 12, датчика

13 скорости и элемента ИЛИ 14, а также сумматор 15, задатчик 16 расчетного угла, второй блок ключей 17, вход 18 команды коррекции устройства,З5 вход 19 управления режимами работы устройства и второй блок 20 сравнения ° е

Второй блок сравнения содержит три элемента 21 — 23 сравнения, второй 4О элемент ИЛИ 24, первый и второй элементы И 25 и 26, первый элемент

ИПИ 27, статический регистр 28 и группу элементов И 29.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в регистр реверсивного счетчика 12 вписывается первоначальное значение углового положения объекта регулирования p „, относительно которого в дальнейшем производится изменение его углового положения с помощью штурвалов ручного управления.

Устройство управления угловым положением объекта представляет собой следящую систему,.начальное состояние элементов устройства опреде589 4 ляется значениями кодов, выдаваемых с задатчика 16, преобразователя 8 угол — код и задатчика угла в соответствии с командами по входам 18 и 19 и принятой в системе обмена тактовой частотой.

При отсутствии команды управления на входе 19 устройство работает в режиме программнот о управления следящим приводом. При этом блок 20 сравнения вырабатывает две логические команды управления. Блок 20 производит сравнение ошибки рассогласования

DP, поступающей с блока 2 с допустимым значением л/3 и значением

360 -й 3Аpg в блоках 2 и 20 сравнения (фиг. 1) .

При др >f360Î-Л/3gon1 с выхода элемента 22 сравнения через регистр

28 и группу элементов И 29 в блок 3 выдается команда для формирования на выходе блока 3 инверсного кода dp .

Элемент 23 сравнения совместно с элементами И 25 и 26 и ИЛИ 27 формирует знак рассогласования, который через статический регистр 28 и группу элементов И 29 поступает в блок 3.

В случае, если др лежит в пределах 8р п(др((360 — DP „ l элементы 21 и 22 вырабатывают команду, которая через элемент ИЛИ 24 выдается на входы блока ключей 9.

Команды с выходов блока 20 выдаются с частотой f т, с которой происходит обмен информации р, р и Ь/ .

Первая команда с первого выхода подключает формирователь 3 прямого и инверсного кодов только для прохождения прямого кода, вторая команда с второго выхода открывает блок ключей 9, тем самым осуществляя запись в реверсивный счетчик 12 задатчика

10 угла текущего значения углового положения объекта 6 регулирования.

С выхода задатчика 16 двоичный код /) поступает на первый вход

ЗаА мультиплексора 1 и далее с его выхода на первый вход блока 2 сравнения, на второй вход которого поступает двоичный код р с преобразователя 8 угол — код, соответствующий положению объекта регулирования. С выхода блока 2 сравнения двоичный код угла рассогласования 4/ =Д д-/ о поступает на первый вход блока 20 сравнения и на первый вход формирователя 3 прямого и инверсного кодов, с выхода которого прямой код угла рассогласования поступает на вход

5 1i 17 аналого-цифрового преобразователя 4, а с его выхода аналоговый сигнал ошибки поступает на следящий привод

5, осуществляя перемещение объекта

6 регулирования, на котором установлен датчик 7 текущего значения угла и соединенный с ним преобразователь

8 угол-код. Код угла 8 о поступает на второй вход блока 2 сравнения в качестве главной обратной связи следящего привода.

Одновременно на протяжении выпол1нения программы управления при работе от зацатчика 16 с выхода преобразователя 8 угол — код текущее зна1 чение положения объекта регулирования записывается в реверсивный счетчик 12 задатчика 10 угла, тем самым показания реверсивного счетчика 12 соответствуют значению углового лоло- 2О жения объекта 6 регулирования. Таким образом, реверсивный счетчик 12 выполняет функцию отслеживания угла объекта 6 управления.

Работа устройства в режиме ручного управления следящим приводом осуществ"ляется следующим образом.

Информация с задатчика -0 поступает в статический сумматор 15 и далее с его выхода через второй вход мультиплексора 1 поступает на первый вход блока 2 сравнения.

В режиме " Ручное управление" команда закрывает первый вход мультиплексора 1, через который подается информация с задатчика 16, и открывает

З5 второй его вход, через которой подаетс я информация с задатчик а 10 через сумматор 15).

Команда управления с входа 19 уст-.

40 ройства поступает на управляющий вход мультиплексора 1, запрещая прохождение угловой информации от задатчика

16 и разрешал прохождение угловой информации с задатчика 10 угла на пер15 вый вход блока 2 сравнения.- Одновременно с второго выхода блока 20 сравнения на управляющий вход первого блока ключей 9 подается команда, запрещающая прохождение информации с преобразователя 8 угол — код на за50 датчик 10 угла.

На реверсивном счетчике 12 запоминается последнее значение углового положения объекта 6 регулирования.

Таким образом, вместо задатчнка

16 в контур следящей системы включается задатчик 10 угла и управление объектом 6 регулирования осуществляется с того положения, в котором он находился в момент прихода команды по входу 19.

Изменение значения угла задатчика

10 происходит за счет датчиков угла или скорости, или того и другого вместе, управляемых оператором. Реверсивный счетчик l2 суммирует это приращение (с учетом знака) со значением угла, записанным в реверсивный счетчик. Дальнейшая работа следящей системы осуществляется так же, как и в режиме программного управления.

При работе г режиме программного управления следящим приводом с возможной корректировкой работы следящего привода от ручного управления подается команда управления режимами по входу 19, которая переводит уст,ройство в режим ручного управления, и команда корректировки, которая открывает второй блок ключей 17, тем самым с его:выхода информация от задатчика 16 поступает на второй вход сумматора 15. Одновременно команда корректировки обнуляет реверсивный счетчик 12, с выхода которого нулевая информация поступает на первый вход сумматора 15, где производится ее суммирование с программным значением информации.

При необходимости корректировки работы следящего привода оператор вручную вводит значение поправки по углу или поправки на постоянную скорость в реверсивный счетчик, который накапливает эти изменения угла и передает их на первый вход сумматора, где происходит суммирование с программным значением.

Дальнейшая работа устройства осуществляется как и при режиме ручного управления, но программное чзменение угла пост пает от задатчика 16.

В режимах ручного управления и программного управления с возможностью корректировки работы следящего привода от ручного управления в устройстве предусмотрены меры, обес— печивающие нормальную работу следящей системы в обоих режимах управления для объектов регулирования, имеющих угол поворота выходного вала больше 360"- (например, азимутальная ось радиотелескопа) и имеющих преобразователь угол — код с диапазоном измерения 0-360

При переходе чере= 0-360 при малых изменениях угла преобразователь

8 угол — код дает скачок в показаниях угла 360О- D(3 . Следовательно, при переходе через 0-360 ошибка рассогласования dp О,о следящей системы на выходе блока 2 сравнения становится близкой к 360. В этом случае для о нормальной работы следящей системы необходюю произвести инвертирование кода, выдаваемого блоком 2 сравнения, .при сохранении прежнего знака движения выходного вала.

Эта задача выполняется формирователем 3 прямого и инверсного кодов по команде, выдаваемой с первого выхода блока 20 сравнения, при велио чине рассогласования dp >< 360 -йД„ которая является индикатором момента перехода датчика через О, где 8p< z о допусти.(ая величина рассогласования — выбирается, исходя из конкретных требований и условий работы следящей системы.

Для защиты устройства от возможных случайных сбоев, приводящих к неправильной работе следящей системы, блок 20 сравнения непрерывно осуществляет сравнение величины, посту17589 8

:пающей с выхода блока 2 сравнения, с величиной, характеризующей исправную работу следящей системы.

Если 61 )др ., то блок 20 сравнения выдает с второго выхода команду на управляющий вход первого блока ключей 9, по которой с выхода последнего в реверсивный счетчик 12 вписывается значение угла объекта 6 pery-!

О лирования. Этим производится согласование задатчика 10 угла с положением объекта 6 регулирования, чем устраняется воздействие случайных сбоев на работу следящей системы. !

Таким образом, в предлагаемом устройстве режим программного управления с использованием вычислителя позволяет быстро вывести объект ре20 гулирования в зону требуемого положения, а режим ручного управления обеспечивает подстройку объекта регулирования. Кроме того, устройство Обеспечивает режим программного управления

25 следяшим приводом с возможной корректировкой работы следящего привода от ручного управления.

Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7218/31

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

Составитель И. Швец

Редактор О. Юрковецкая Техред O.Неце Корректор Е. Сирохман