Устройство для определения моментов экстремума

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ЭКСТРЕМУМА, содержащее первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый триггер, a также последовательно соединенные второй триггер, второй элемент И и третий элемент И, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения в него введены анализатор изменения входного сигнала, переключатель режимов, кнопка управления , последовательно соединенные третий триггер, четвертый элемент И, четвертый триггер, второй элемент ИЛИ и пятый триггер, последовательно соединенные третий элемент ИЛИ и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к второму входу пятого триггера, выход второго триггера подключен к второму входу четвертого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторьм входом второго элемента И, первые входы второго триггера и третьего элемента ИЛИ соединены с первь14 выходом переключателя режимов, второй вход третьего элемента ИЛИ и первый вход третьего тригг(ера соединены с вторьм выходом переключателя режимов« третий и четвертый выходы которого подключены соответстS венно к первьн и вторым входам первого элемента ИЛИ и первого триггера , входы переключателя режимов соединены с соответствующими выходами анализатора изменения входного § сигнала, первый и второй входы первого элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и с выходом первого триггера, a второй вход второго элемента ИЛИ to соединен с третьим входом первого, вторьни входами второго, третьего О) и четвертого триггеров и с контакел том кнопки управления. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUWI

РЕСПУБЛИК

3<Я) С 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3468150/24-24 (22) 09.07.82 (46) 30. 10.84. Бюл. У 40 (72) Д.С. Москалец, И.Г. Лебединский, В.И. Дружининский и В.Г. Афанасьев (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 334550, кл. С 05 В 13/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 900427, кл. Н 03 К 5/15, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МОМЕНТОВ ЭКСТРЕМУМА, содержащее первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый триггер, а также последовательно соединенные второй триггер, второй элемент И и третий элемент

И, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения в него введены анализатор изменения входного сигнала, переключатель режимов, кнопка управления, последовательно соединенные третий триггер, четвертый элемент И, четвертый триггер, второй элемент

ИЛИ и пятый триггер, последовательно соединенные третий элемент ИЛИ и элемент НЕ, выход которого соеди",SU„„112165О нен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к второму входу пятого триггера, выход второго триггера подключен к второму входу четвертого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторьм входом второго элемента И, первые входы второго триггера и третьего элемента ИЛИ соединены с первьи выходом переключателя режимов, второй вход третьего элемента ИЛИ и первый вход третьего триггера соединены с вторьи выходом переключателя режимов, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к перввм и вторым входам первого элемента ИЛИ и первого триггера, входы переключателя режимов соединены с соответствующими выходами анализатора изменения входного сигнала, первый и второй входы пер- Q вого элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента О М

ИЛИ н с выходом первого триггера, laaL а второй вход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого, вторьии входами второго, третьего и четвертого триггеров и с контактом кнопки управления.

1121650

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в электроизмерительной технике, а именно к системам управления режимами процессов по экстремальному значению управляющих параметров и поддержания экстремальных режимов, а также информационно-измерительным системам, и может быть использовано в радиойромышленности и других от- 10 раслях.

Известно устройство для определения моментов экстремума, содержащее дифференциатор, детектор-ограничитель. генераторы поисковых колеба- 15 ний, множительные устройства и интеграторы (1 ).

Описанное устройство отличается сложностью и недостаточньи быстродействием, так как для каждого зна- fO ка производной используют генератор поисковых колебаний, множительное звено для изменения коэффициента усиления и интегратор, формирующий входную координату объекта управле- 25 ния .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения моментов экстремума, содержащее два блока сравнения, цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, генератор импульсов, три схемы И, схему ИЛИ и два триггера $2j.

Указанное устройство также характеризуется сложностью и недостаточным быстродействием в связи с исполь зованием генератора импульсов, реверсивного счетчика, цифроаналогового преобразователя .и блоков сравнения и процессов преобразования, срав- 40 нения и квантования, а также недостаточной точностью, так как сигнал о наступлении экстремума выдается после прохождения экстремума. Кроме того, область применения устройства 45 ограничена дискретными информацион-: . но-измерительными системами.

Цель изобретения — расширение области применения.

Поставленная цель достигается . тем, что в устройство для определения моментов экстремума, содержащее первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый триггер, а также последовательно соединенные второй 55 триггер, второй элемент И и третий элемент И, введены анализатор изме. кения входного сигнала, переключатель режимов, кнопка управления, последовательно соединенные третий триггер, четвертый элемент И, четвертый триггер, второй элемент ИЛИ и пятый триггер, последовательно соединенные третий элемент ИЛИ и элемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента

И, подключенного выходом к второму входу пятого триггера, выход второго триггера подключен к второму входу четвертого элемента И, выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И, первые входы второго триггера и третьего элемента ИЖ4 соединены с первым выходом переключателя режимов, второй вход третьего элемента ИЛИ и первый вход третьего триггера соединены с вторым выходом переключателя режимов, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первым и вторым входам первого элемента ИЛИ и первого триггера, входы переключателя режимов соединены с соответствующими выходами анализатора изменения входного сигнала, первый и второй входы первого элемента И соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и с выходом первого триггера, а второй вход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого, вторыми входами второго, третьего и четвертого триггеров и с контактом кнопки управления .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый элемент И 1, первый элемент ИЛИ 2, первый триггер 3, второй триггер 4, второй элемент И 5, третий элемент

И 6, анализатор 7 изменения входного сигнала, переключатель 8 режимов, кнопку 9 управления, третий триггер

10, четвертый элемент И 11, четвертый триггер 12, второй элемент ИЛИ

13, пятый триггер 14, третий элемент ИЛИ 15 и элемент НЕ 16.

Анализатор изменения входного сигнала состоит, например, из двух пороговых элементов, выполненных на сдвоенных транзисторах различной проводимости с релейным выходом.

Для задержки на отпускание параллельно нагрузке ставится RC-цепочка, для защиты транзисторов от обратного напряжения — шунтирующий диод.

1121650 I0

Устройство работает следуюцим образом.

Производная входного сигнала подается на вход анализатора 7. Если сигнал положительный, срабатывает пороговый элемент с отрицательной проводимостью, выдавая сигнал о том. что параметр возрастает (выход

"Рост" ). При отрицательном сигнале работает канал с прямой проводимостью, выдавая сигнал о том, что параметр уменьшается (выход "Спад" )., Факт наличия сигналов об изменении ,параметра (увеличении или уменьшении) фиксируется соответственно в ячейках памяти — триггерах 4 и

10. Сигнал о наступлении максимума на выходе устройства для определения моментов экстремума (выход "Мак. симум") появляется тогда, когда сигналы,об изменении параметра на выходе анализатора 7 отсутствуют, о чем свидетельствует выход с эле-. мента НЕ 16 на схеме И 6, и один из них бып зафиксирован .ранее триггером 4. При наличии сигналов с выхода триггера 4 и инверсного выхода триггера 10 включается элемент

И S который подает сигнал на другой вход элемента И 6, выходньи сиг- 30 налом с которого взводится триггер

14 максимума. Сигнал о наступлении минимума параметра на выходе устройства для определения моментов экстремума (выход Минимум ) появля 35 ется при отсутствии сигналов об изменении параметра с анализатора 7 и при взведенных триггерах 4 и 10, зафиксировавших их ранее. Выходными сигналами с триггеров 4 и 10 вклю- 40 чается элемент И 11, который взводит триггер 12 минимума. Через элемент ИЛИ 13 сбрасывается триггер

14 максимума. Сигналы с выходов предлагаемого устройства выдаются на gg соответствующие исполнительные устройства для изменения режимов процесса. В конце процесса по команде

"Сброс" или автономно при помощи кнопки 9 сбрасываются все триггеры, gp устройство приводитая в исходное состояние.

В режиме экстремального регулирования переключатель 8 устанавливается в такое положение, что сиг- у налы с выхода анализатора 7 поступают на соответствующие входы триггера 3 реверса и элемента ИЛИ 2.

При отклонении парлметра от экстремума образуется сигнал, полярности которого соответствует сигнал с анализатора 7. При наличии сигнала с элемента ИЛИ 2 триггер 3 через элемент И 1 изменяет направление движения процесса к экстремуму, вьдавая сигнал на соответствующее исполнительное устройство (выход "Реверс").

При использовании устройства для определения моментов экстремума в дискретных системах логического управления сигналы подаются на входы триггеров 4 и 10 соответственно, минуя анализатор 7 и переключатель

8 режимов, при этом работа устройства аналогнчна его работе с непрерывным сигналом, а экстремумам соответствуют определенные логические функции входных сигналов, Пример 1. Применение пред;

-лагаемой аналоговой системы с устройством для определения моментов экстремума для управления технологическим процессом прессования многослойных печатных плат (ИПП).

В качестве управляющего параметра используется проводимость связующего материала. После включения питания системы к загруженному в пресс пакету заготовок, оснащенному датчиком проводимости, подключенным к системе, прикладывается первая ступень давления и осуществляется непрерывный анализ изменения проводимости смолы, которая вначале возрастает, о чем с анализатора 7 выдается сигнал в блок индикации (не показан).

При приближении к максимальному значению сигнал датчика уменьшается и в момент экстремума проводимости (максимума гелеобразования) устройство для формирования экстремума выдает сигналы на исполнительное устройство о приложении второй ступени (высокого) давления и в блок индикации об изменении режима техпроцесса.

В режиме высокого давления проводимость смолы начинает уменьшаться, изменяется знак производной и с анализатора 7 в блок индикации выдается сигнал об уменьшении проводимости. При выходе на минимум проводимости (максимум полимеризации) устройство выдает сигналы на исполнительное устройство о включении ох-, S 11 лаждения и в блок индикации об изменении режима техпроцесса.

После окончания процесса прессования система выключается и МПП отк". лючаются от системы.

Пример 2. Нрименение пред» лагаемого устройства для определения экстремума в качестве устройства логического управления.

В дискретных системах управления часто необходимо реализовать логические функции при определенной последовательности поступления двух сигналов. Предлагаемое устройство реализует функции

v 1

У 1 х, 1 х . х.1 х е

L (У =хххх

Z 1 Z при отсутствии входных сигналов (х„х ) и поступлении одного из них (х х ) или обоих (х х ) ранее.

В качестве базового объекта системы экстремального управления с устройством для определения момента экстремума выбрана система управления технологическим процессом прессования ИПП.11о сравнению с базовым объектом, в котором для контроля изменения про водимости (сопротивления) смолы .и

21650 определения максимума гелеобразования (минимума сопротивления) используются генератор, аналого-цифровой преобразователь, блоки памяти и э сравнения, счетчик, а время (максимум) полимериэации определяется экспериментально-расчетным путем и задается при помощи таймера, система с предлагаемым устройством для определения моментов экстремума проще и позволяет повысить быстродействие и точность за счет непрерывного анализа изменения параметра без дополнительных операций по обработIS ке входных сигналов, расширить об. ласть применения за счет автоматизации процесса определения момента второго экстремума в изменении параметра и определения отклонений пара20 метра от экстремума, s также обеспечивает снижение капитальных затрат на внедрение, трудоемкости техпроцесса и повышение качества изделий.

Снижение капитальных затрат на внедрение. составляет около 6000 руб., трудоемкость техпроцесса — около

2700 н/ч, а годовой экономический эффект - около 15 тыс. руб. для

30 объема использования 100 тыс. плат в год.! 121650 бигнал3 Сигнт2 Сброс

Составитель П. Кудрявцев

Редактор И.Рыбченко Техред И.Кузьма

Корректор В. Синицкая

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

Заказ 7981/37 Тирак 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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