Цифровые системы управления

 

Изобретение относится к областям станкостроения и электротехники и может найти применение в станках с числовым программным управлением. В системе решается задача оптимального вывода на режим в переходных процессах . Для этого в системе входной код задания преобразуется в частотно-импульсную последовательность, которая через первый элемент И поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика. Выходной код счетчика преобразуется в преобразователе код-длительность импульсов в регулирующее воздействие, которое усиливается по мощности и поступает на двигатель. Частотно-импульсная последовательность .с выхода датчика скорости через второй элемент И поступает на вычитающий вход счетчика. Состояние реверсивного счетчика контролируется двумя формирователями импульсов, которые при его переполнении в ту или иную сторону закрывают соответствующие элементы И. Кроме того, частотный выходной сигнал датчика скорости преобразуется в. код. Этот код сравнивается с кодом задания в блоке сравнения . Если код задания больше кода обратной связи, то блок сравнения закрьшает первый элемент .И, а если наоборот , то второй, и это позволяет увеличивать быстродействие системы в переходных режимах. 1 ил. § (Л 1С litiak 00 СО vl

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1247837

А3 (д() 4 G 05 В ll/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ(-(ИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ (21) 3842591/24-24 (22) 09,01.85 (46) 30.07.86. Бюл. ¹ 28 (72) Б.M. — Ä. Пионтак, Л.Л. Виноходов, Е.К. Трусов и Н.M. Туганов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1003282, кл. Н 02 P 5/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР . № 1003281, кл. Н 02 P 5/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1169126, кл. Н 02 P 5/06, 1983. (54 ) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к областям станкостроения и электротехники и может найти применение в станках с числовым программным управлением.

В системе решается задача оптимального вывода на режим в переходных процессах. Для этого в системе входной код задания преобразуется в частотно-импульсную последовательность, которая через первый элемент И поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика. Выходной код счетчика преобразуется в преобразователе код-длительность импульсов в регулирующее воздействие, которое усиливается по мощности и поступает на двигатель.

Частотно-импульсная последовательность .с выхода датчика скорости через второй элемент И поступает на вычитающий вход счетчика. Состояние реверсивного счетчика контролируется двумя формирователями импульсов, которые при его переполнении в ту или иную сторону закрывают соответствующие элементы И. Кроме того, частотный выходной сигнал датчика скорости преобразуется в код, Этот код сравнивается с кодом задания в блоке сравнения. Если код задания больше кода обратной связи, то блок сравнения saкрывает первый элемент .И, а если наоборот, то второй, и это позволяет увеличивать быстродействие системы в переходных режимах. 1 ил.

1247837

Изобретение относится к станкостроению и электротехпнке и может найти применение в станках с числовым программным управлением.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы.

11а чертеже представлена блок-схема системы.

Цифровая система управления содержиr двигатель 1, датчик скорости 2, реверспвный счетчик 3, преобразователь код-длительность импульсов 4, усилитель мощности 5, генератор так товых импульсов 6, преобразователь код-частота 7, первый элемент И 8, ! второй и первый формирователи имi.óø.ñàii 9 и 10, блок спнхронпзации

l1, второй э. ..смент И 12, преобразователт частота-код 13, блок сравне20 пия 14, задатчнк 15, индикатор 16. — входной сигнал задатчнка 15, Г<, — выходной сигнал преобразователя

i."o >T, Icl c T0 T c+ 7, f„. -- выходной сигнал датчика скорости 2, И, — выходной сигнал преобразователя частота-код 13.

Спстема работает следующим образом, С выхода задатчика 15 входной код

1,„ по< тупает на вход преобразователя код-частота 7. На выходе преоб30 разоиателя код-частота 7 формируется стабильная частота f,, пропорциональная входному коду 11 . Импульсы частоты f, поступает. через первый эле.:епт !1 8 па вход сложения реверсивного счегчпка 3. .Код реверсивного счет iiiка 3 растет. 11а выходе преобразователя код-длительность импульса 4 формируется широтно-импульсный сигнал, который через усилитель мощности 5 поступает на вход двигателя 1, Частота следования широтно-импуль ного сигнала определяется часто Toll с первого выхода генератора тактовых импульсов 6, а длительность пропорциональна коду реверсивного счетчика 3. Поэтому с возрастанием .кода реверсивного счетчика 3 пропор, пнонально увеличивается длительность импульсов сигнала с выхода преобра- 50 зователя код-длительность импульса 4, и двигатель 1 пачипает разгоняться.

11мпульсы частоты обратной связи Г„ с датчика скорости 2 поступают на вход блока синхронизации 11, на выхо- 15

"e которого после поступления каждого импульса частоты Г, формируется один импульс„ совпадающий по времени с импульсом с третьего выхода генератора тактовь!х импульсов 6, Импульсы с выхода блока синхронизации

11 поступают через второй элемент

И 12 на вход вычитания реверсивного счетчика 3. Импульсы частот со второго и третьего выходов генератора тактовых импульсов 6 сдвинуты друг относительно друга с целью исключения совпадающих по времени импульсов на входах реверсивного счетчика 3.

При широком диапазоне стабилизируемых скоростей в переходном режиме возможно возникновение условий, при которых f,» f или f . » Г . В случае, если Г >) f возможна запись в реверсивном счетчике 3 максимального кода. При этом условии на выходе втброго формирователя импульсов 9 создается уровень, при котором первый элемент И 8 закрыт. После этого на вход сложения реверсивного счетчика 3 е пройдет следующий импульс частоты Г и реверсивный счетчик 3 не переполнится. Следующий импульс частоты Г„, уменьшит значение кода реверсивного счетчика 3 и на выходе ьторого формирователя импульсов 9 создается уровень, при котором первый элемент И 8 открыт и производится дальнейшее сравнение частот

Ю и 1, .Ь случае, если f,,. .)> Г, в реверсивном счетчике 3 возможна запись минимального кода. При этом условии на выходе первого формирователя импульсов 10 создается уровень, при котором второй элемент И 12 закрыт, и на вход вычитания реверсивного счетчика 3 не поступит следующий импульс частоты Г„ . Следовательно, код реверсивного счетчика 3 не изменится скачком от минимального к максимальному. Следующий импульс частоты Г, увеличит значение кода реверсивного счетчика 3. 11а выходе первогс формирователя импульсов 1О создается уровень, прп котором второй элемент

И 12 открыт> и производится дальнейшее сравнение частот f u f форсирование переходных процессов в системе осуещствляется с помощью преобразователя частота-код 13 и бло. ка сранн< ния 14, На выходе преобразователя частота-код 13 формируется код N„, пропорциональный входной частоте Г„, . Коэффициент пропорциональности между 11,. n f, определяет ся частотой с четвертого выхода гене

1247837 ратора тактовых импульсов 6, которая выбрана таким образом, чтобы при

f =f, выполнялось равенство N =N, В случае отключения нагрузки от двигателя 1 или уменьшения входного кода М в первый момент времени

f < f что соответственно приводит к неравенству кодов N c N . При этом условии на первом выходе устройства блока сравнения 14 создается уровень,»0 который закрывает первый элемент И 8.

На вход сложения реверсивного счетчика 3 .импульсы частоты f проходить не будут и за счет импульсов частоты резко уменьшится код реверсивно- »5

ro счетчика 3. Уменьшение кода реверсивного счетчика 3 приводит к уменьшению длительности импульса, поступающего на двигатель 1, а, следовательно, и к уменьшению скорости вра- 20 . щения двигателя 1, что приводит к установлеш»ю равенства f f . При установлении Г =f выполняется равенство N =11,, и »а первом выходе блока сравнения 14 создается уровень,25 при котором первый элемент И 8 открыт, и производится дальнейшее сравнение частот Г и f„

В случае увеличения момента нагрузки или увеличения входного кода N, в первый момент времени установится неравенство f, f что соответственно вызывает неравенство кодов N >Л, . В этом случае на втором выходе блока сравнения 14 создается З5 уровень, при котором второй элемент

И 12 закрывается, и на вход вычитания реверсивного счетчика 3 не поступают импульсы частоты 1 . 3a счет поступления только импульсов частоты 40

Г код реверсивного счетчика 3 резко возрастает. Это приводит к увеличе— нию длительности импульса, поступающего на двигатель 1 и, следовательно; к увеличению скорости его вращения. 45

Прн установлении равенства f =f„ устанавливается равенство N =N и на втором выходе блока сравнения 14 создается уровень, при котором элемент И 12 открывается и происходит 50 дальнейшее сравнение частот Г и Г, Таким образом, за счет соответствующей блокировки частот f или Г в переходных режимах, изменение кода реверсивного счетчика 3 происходит 55 пропорционально f или f,, а не разности этих частот (f, -f, ), что значительно повышает быстродействие системы, а, следовательно, и динамическую точность системы.

В системе осуществляется постоянный контроль за выполнение равенства N, =N . В случае равенства кодов, на третьем выходе блока сравнения 14 присутствует высокий уровень, который индицируется индикатором 16.

В случае неравенства кодов N, и N„, высокий уровень на третьем выходе блока сравнения 14 пропадает и индикатор 16 гаснет, что соответствует приведенному алгоритму системы.

В переходных режимах возможно мигание индикатора 16, обусловленное отработсой системой возмущающих воздействий.

За счет введения корректирующего звена значительно уменьшается время смены кода в реверсивном счетчике в переходных режимах работы привода, что значительно.повьппает быстродействие системы. формула изобретения

Цифровая система управления, содержащая последовательно соединенные задатчик, преобразователь код-частота, первый элемент И, реверсивньп» счетчик, преобразователь код-длительность импульсов, усилитель мощности, двигатель, датчик скорости, блок синхронизации и второй элемент И, выходом соединенный с вторым входом реверсивного счетчика, а вторым входом — с выходом первого формирователя импульсов, подключенного входом к выходу реверсивного счетчика и к входу второго формирователя импульсов, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, и генератор тактовых импульсов, соединенный первым выходом с управляющим входом преобразователя код-длительность импульсов, вторым выходом — с управляющим входом преобразователя код-частота, а треть»п» выходом — с управляющим входом блока синхронпзации, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьппения быстродействия системы, в ней дополнительно установлены блок сравнения, индикатор и преобразователь частота-код, соединейньп» первым входом с выходом датчика скорости, вторым входом — с четвертым выходом генератора тактовых импульсов, а выходом—

5 1247837 с первым входом блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу задатчика, первым и вторым выходами — к третьим входам первого и второго элементов И, а третьим выходом к индикатору.

Составитель Ю. Гладков

Техред В.Кадар Корректор В. Бутяга

Редактор И. Сегляник

Заказ 4124/47 . Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4