Система автоматического управления (ее варианты)

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и вычислительной технике и может быть использовано для з равления положением подвижных объектов. Цель изобретения - повышение точности управления за счет повьшения запаса устойчивости и снижения составляющей погрепгаости, обусловленной шумами квантования. Поставленная цель достигается тем, что за счет изменения разрешающей способности цифроаналогового преобразователя изменено соотношение разрешающих способностей аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, что приводит к повьш1ению точности коррекции , осуществляемой по каналу управления системы. 2 с. п.ф-лы, 2 ил. о S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дд 4 С 05 В !1/01

14

t „1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3894768/24-24 (22) 17,05.85 (46) 30.09.86. Вюл. 9 36 (72) В.С,Альтшулер, А.А.Васюхно, Л.Н.Волков, В.Н.Волнянский, А.В.Орлов и В.М.Филатов (53) 62-50(088.8) (56) Гироскопические системы. Лод ред. Лолонора Д.С. ч. 1. М.: Высшая школа, 1977, с. 22-23.

Авторское свидетельство СССР

9 1130830, кл. G 05 В 13 02, 1983. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УЛРАВЛЕНИЯ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и вычислитель„„Я0„„126О915 А 1 ной технике и может быть использовано для управления положением подвижных объектов. Цель изобретения — повышение точности управления за счет повышения запаса устойчивости и снижения составляющей погрешности, обусловленной шумами квантования. Лоставленная цель достигается тем, что за счет изменения разрешающей способности цифроаналогового преобразователя изменено соотношение разрешающих способностей аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, что приводит к повышению точности коррекции, осуществляемой по каналу управления системы. 2 с. п.ф-лы, 2 ил, 1260915

Тогда старшие !О разрядов регистров 6 подают на первый вход сумматора 7, а младптие че.тыре разряда посту— пают на информационные входы преобразователя 16. По сигналу переполнения (импульсный выход) счетчика 15 (фиг.1) младшие разряды выходного кода регистра 6 переписываются в счетчик 18 и на его выходе переполнения появляется высокий логический уровень, поступающий на первый вход элемента 17 и на второй вход сумматора

7, в его первый разряд. Например, если сумматор ? выполнен в виде десятиразрядного параллельного сумматора на его первые десять входов поступают . 0 старших разрядов регистра 6, а из десяти вторых входов старшие 9 соединены с шиной логического 10, а младший, десятый, соединен с выходом переполнения счетчика 18.

С появлением высокого логического уровня на выходе преобразователя 16, частота с выхода распределителя 14 начинает поступать на счетный вход счетчика. 18. При необходимости на втором входе элемента 17 устанавливается элемент задержки для исключения состязаний. Счетчик 18 выполнен реверсивным, его знаковый вход соединен с шиной логического "0", так что из его содержимого выходные имттульсы распределителя 14 вычитаются.

В момент, когда счетчик 18 обнуляется, подача частоты на его вход прекращается и на выходе преобразова— теля 16 будет "0" до момента переполнения счетчика 15. Поскольку на вход счетчика 15 поступает только одна из команд цикла, на выходе преобразователя !6 присутствует "1" в течение числа циклов, пропорционального значению младших (в данном примере— четырех) разрядов выходного кода блока 5. Таким образом, без увеличения разрядности преобразователя 8, на блок 9 поступает аналоговая величина, постоянная составляющая которой определяется фильтрами блока 10 и поступает на блок 11.

Вариант (фиг.2) отличается тем, что между сумматором 7 и блоком 8 установлен мультиплексор 19, а вторая группа выходов распределителя 14 импульсов соединена с входом синхронизации преобразователя 16 код-временной интервал через элемент ИЛИ 20.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы блока после усиления и выпрямления в.блоке 2

40 поступают вместе с аналоговыми сигналами внешней информации на вход цифрового блока, образованного аналогоцифровым преобразователем 4 с входным коммутатором в виде блока 3, бло- 45 ком 5 выделения среднего значения с выходным регистром 6, генератором 12, делителем 13 и распределителем 14.

Пусть, например, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 и регистр

6 оперируют с 14-ти разрядными кодами (например аналого-цифровой преоб— разователь 4 выполнен интегрирующим, восьмиразрядным, в блоке 5 осуществляется накопление, осреднение инфор- 55 мации и округление результата обрттботки до 14-ти разрядов), а ттреобразователь 8 выполнен десятиразрядным.

Изобретение -относится к автоматическому управлению и вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического управления и регулирования, например, для управления малогабаритным компасом, Цель изобретения — повышение точности системы автоматического управления.

На фиг.1 представлен первый вариант системы автоматического управления; на фиг.2 — второй вариант систеMbl e

Система содержит блок 1 датчиков положения, блок 2 формирования, бпок

3 ключей, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 выделения среднего значения, регистр 6, сумматор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, блок

9 усилителей, блок 10 фильтров, блок

11 моментных датчиков, генератор 12 импульсов, делитель 13 частоты, распределитель 14 импульсов, счетчик 15 циклов и преобразователь 16 код—

25 временной интервал, который выполнен в виде элемента И 17 и реверсивного счетчика 16.

В варианте системы (фиг.1) преобразование младших разрядов выходного кода блока 5 в аналоговую величину производится в течение нескольких циклов, что позвеляет, не затрагивая основного алгоритма обработки сигналов управления и внешней информации, 126091 5 снизить составляющую погрешности, обусловленную шумами квантования.

Использование.системы (фиг.2) целесообразно в том. случае, когда быстродействие системы выше и число сигналов управления больше единицы. .При этом в предыдущем случае (фиг.1) разрядность счетчиког 15 и 18 была произвольной, но равной. Во второй же системе разрядность преобразовате1О ля 16 определяется коэффициентом деления делителя 13, Например, если в команде 256 периодов выходных импульсов генератора 12,. то и емкость счетчика 18 должна составлять 256. Соответственно и младшие разряды регистра 6 заносятся в старшие разряды счетчика 18. Например, если число младших разрядов регистра 6 равно 8, то все они заносятся в преобразователь 16, а если их число составляет

4, то они заносятся в 4 старших разряда счетчика 18, а 4 его младших разряда при записи кода обнуляются (для этого входы этих разрядов соеди- 2 няют с шиной логического "0").

Кроме того, при числе команд в цикле больше единицы разрядность распределителя 14 должна соответствовать номеру того разряда на втором ЗО входе сумматора 7, в.который заносится единица с выхода преобразователя

16. Так, если число команд в цикле ь равно 2, выход преобразователя 16 соединяется с входом (n-1)-го разря- З5 да второго входа сумматора 7,. Таким образом, в этом случае модулируется не первый разряд соответствующего цифроаналогового преобразователя 8, а (и-I) é разряд. Например, если в 40 цикле 4 команды, а значение всех младших разрядов регистра 6 равно единице, в течение одной из четырех команд цикла уровень выходного анало= гового сигнала цифроаналогового пре- 45 образователя 8 увеличивается на 4 единицы младшего разряда. В случае же, если число команд равно 5, выход преобразователя 16 соединяется с входами первого и третьего разрядов на втором входе сумматора 7 и т.д.

Преобразователь. 16 запускается столько раз в цикле, сколько команд поступает на его,вход синхронизации 55 через элемент 20. Эти же команды поступают на управляющие входы мультиплексора 19, коммутируя код данной величины на вход соответствующего цифроаналогового преобразователя Я.

Таким образом, в обоих случаях достигается повышение разрешаюшей способности системы автоматического управления без увеличения разрядности ее выходного преобразователя и с незначительными аппаратурными затратами. Это, в свою очередь, приводит к снижению среднеквадратичного отклонения выходной величины, поскольку дисперсия этой величины определяется интегралом по бесконечным пределам от квадрата модуля передаточной функции шумов квантования, умноженного на спектральную плотность последних. Снижение дискретности выходного сигнала приводит к одновременному снижению модуля передаточной функции и спектральной плотности шумов.

Следовательно, предлагаемая система автоматического управления отлича— ется более высокой точностью.

Формула и з о б р е т е н и я

Система автоматического управления, содержащая блок моментных датчиков, последовательно соединенные блок датчиков положения, блок формирования, блок ключей, аналого-цифровой преобразователь, блок выделения среднего значения и регистр, а также последовательно соединенные генератор импульсов, делителЬ частоты, распределитель импульсов, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и блок усилителей, выход распределителя импульсов соединен с управляющими входами блока выделения среднего значения блока ключей и цифроаналогового преобразователя, выход генератора импульсов связан с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход блока ключей подключен к входу системы автоматического управления, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повыше- ния точности, в нее введены блок фильтров и последовательно соединенные счетчик циклов, преобразователь код — временной интервал и сумматор, второй выход распределителя импульсов подключен к входу счетчика циклов и тактовому входу преобразователя код — временной интервал, информационный вход которого подсоединен к первому выходу регистра, выход блока

12q0a

Согнппи днииней

Он(дОдкицуи ф ь 8 ° x

Составитель Г.Нефедова

Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Редактор И.Касарда

Заказ 5230/48

Тираж 836 Подписное

HHM¹M Госуцарственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

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

5 усилителей через блок фильтров подключен к входу блока моментных датчи" ков, второй выход регистра подсоединен к второму входу сумматора, подключенного выходом к входу цифроаналогового преобразователя, 2. Система автоматического управления, содержащая блок моментных датчиков, последовательно соединенные . блок датчиков положения, блок форми- 10 рования, блок ключей, аналого-цифровой преобразователь, блок выделения среднего значения и регистр, а также последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, рас- 15 пределитель импульсов, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и блок усилителей, выход распределителя импульсов соединен с управляющими входами блока выделения 20 среднего значения, блока ключей и цифроаналогового преобразователя, выход генератора импульсов связан с

Синая внвииМ имщрмждэ тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход блока ключей подключен к входу системы автоматического управления, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьнпения точности, в нее введены блок фильтров и последовательно соединенные элемент ИЛИ, преобразователь код — временной интервал, сумматор и мультиплексор, второй выход распределителя импульсов связан с входом элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом преобразователя код — временной интервал, информационный вход которого подключен к первому выходу регистра, вьгход блока усилителей через блок фильтров связан с входом блока моментных датчиков, выход мультиплексора подсоединен к входу цифроаналогового преобразователя, второй выход регистра соединен с вторым входом сумматора.