Система управления

 

Изобретение относится к гиррскопической технике и может найти широкое применение при управлении гиростабилизированными платформами. Целью изобретения является расширейие частотного диапазона системы. Поставленная цель достигается за счет того, что выходной сигнал частотного генератора подается на вход формирователя импульсов и вход питания датчика положения. Выходной сигнал датчика положения через последовательно соединенные усилитель, инвертор, преобразователь напряжение - частота, накапливающий сумматор , первый дешифратор и регистр поступает на вход формирователя сигнала управления, выходной сигнал которого через цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности подается на вход датчика момента. Выходной сигнал формирователя импульсов поступает на тактовый вход счетчика и прямой вход элемента И, на инверсный вход которого поступает сигнал с выхода переполнения счетчика . Сигнал с информационного счетчика поступает на информационный вход второго дешифратора, его первый выходной сигнал подается на управляющий вход инвертора, его второй сигнал - на знаковый вход накапливающего сумматора. Выходной сигнал элемента И подается на тактовый вход регистра и на вход элемента задержки. Выходной сигнал элемента задержки поступает на установочные входы счетчика и сумматора. 1 табл., 1 ил. с S (Л оо о ю ND ОЭ ОО

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3873788/24-24 (22) 27.03.85 (46) 07.04.87. Бюл,N 13 (72) В.С.Альтшулер, А.А.Васюхно, А.А.Волков, В.Н.Волнянский, А.В.Орлов и В.M.Ôèëàòîâ (53) 62-50 (088.8) (56) Гироскопические системы./Под ред. Д.С.Лельпора. M. Высшая школа, 1977, ч.1, с. 22-23.

Авторское свидетельство СССР

N - 1260913, кл. G 05 В 11/01, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N- 1130830, кл. G 05 В 13/02, 1983. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к гироскопической технике и может найти широкое применение при управлении гиростабилизированными платформами.

Целью изобретения является расширейие частотного диапазона системы.

Поставленная цель достигается за счет того, что выходной сигнал частотного генератора подается на вход формирователя импульсов и вход питания датчика положения. Выходной

ÄÄSUÄÄ 1302238 А1 сигнал датчика положения через последовательно соединенные усилитель, инвертор, преобразователь напряжение — частота, накапливающий сумматор, первый дешифратор и регистр поступает на вход формирователя сигнала управления, выходной сигнал которого через цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности подается на вход датчика момента.

Выходной сигнал формирователя импульсов поступает на тактовый вход счетчика и прямой вход элемента И, на инверсный вход которого поступает сигнал с выхода переполнения счетчика. Сигнал с информационного счет- а чика поступает на информационный вход второго дешифратора, его первый выходной сигнал подается на управляющий вход инвертора, его второй сигнал — на знаковый вход накапливающего сумматора. Выходной сигнал элемента И подается на тактовый вход регистра и на вход элемента задержки.

Выходной сигнал элемента задержки поступает на установочные входы счетчика и сумматора. 1 табл., 1 ил.

1 130223

Изобретение относится к гироскопической технике и может найти широкое применение при управлении гиростабилизированными платформами.

Цель изобретения †. расширение 5 частотного диапазона системы.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система управления содержит частотный генератор 1, датчик 2 положения, усилитель 3, инвертор 4, преобразователь 5 напряжение — частота, накапливающий сумматор б,первый дешифратор 7, регистр 8, формирователь 9 сигнала управления, цифроаналоговый преобразователь 10, усилитель

11 мощности, датчик 12 момента, формирователь 13 импульсов, счетчик 14, второй дешифратор 15, элемент И 16, элемент 17 задержки, источник 18 пос- 20 тоянного напряжения.

В качестве датчика 2 положения может быть использован как амплитудный, так и фазовый датчик положения угла, например ВТ.

Накапливающий сумматор 6 может быть выполнен в виде реверсивного двоичного счетчика. Дешифраторы 7 и 15 проектируются по стандартной методике синтеза цифровых автоматов и заданной таблицы истинности.

Формирователь 9 сигнала управления может быть выполнен так же, как в известной системе. В частном случае это может быть накапливающий сум- З5 матор или блок умножения в зависимости от алгоритма выработки управляющего сигнала. Например, если управляющий сигнал., подаваемый на датчик

12 момента, должен представлять со-, бой сумму сигнала внешней информации, поступающего на второй вход формирователя 9 сигнала управления, и масштабированного выходного сигнала датчика 2 положения, формиро- 4 ватель 9 сигнала управления выполняется в виде последовательно сЬединенных блока умножения и сумматора, причем на первый вход блока умножения подается выходной, код регистра 8, а на второй его вход — код масштабирующего коэффициента, например с пульта, на второй вход сумматора поступает сигнал внешней информации.

Формирователь 13 импульсов может быть выполнен в виде последовательно соединенных компаратора (детектора опорного уровня) или детектора нулевого уровня и собственно формирователя, который в свою очередь может быть выполнен в виде последовательно соединенных дифференциатора и выпрямителя (R-С цепочка и диод), в результате чего импульс на выходе формирователя 13 импульсов появляется каждый раз, когда его входное напряжение достигает заданного уровня, в частности нуля.

Элемент 17 задержки может быть выполнен в виде четного числа последовательно соединенных инверторов.

Его время задержки должно быть меньше минимального периода выходных импульсов преобразователя 5 напряжение — частота, но больше времени, необходимого для перезаписи кода в регистр 8.

Примером таблицы истинности дешифратора 15 может служить следующая таблица.

Первый.вы- Второй выходной сиг- ходной сигнал нал

Входной сигнал (+)

0 (-)

1

0000 .

0000

1

0

Дешифратор 7 выполняется на базе стандартного посгоянного запоминающего устройства (ПЗУ), реализующего функцию, обратную той, которая реализуется датчиком | 2 положения совместно с накапливающим сумматором 6.

Так,например, если амплитуда переменного выходного напряжения датчика 2 положения пропорциональна углу поворота чувствительного элемента, первый дешифратор 7 передает на выход прямой код. Если амплитуда выходного сигнала датчика 2 положения пропорциональна синусу указанного угла, первый дешифратор 7 реализует функцию арксинус. Если информация о положении чувствительного элемента заключается в фазе выходного сигнала датчика 2 положения, дешифратор выполняет функцию арккосинус.

1302238

Счетчик 14 в приведенном выше примере выполняется двухразрядным.

Система управления работает следующим образом.

Выходной сигнал датчика 2 положения после усиления в усилителе

3 преобразуется в частоту с помощью преобразователя 5 напряжение — частота, который формирует частоту f, если напряжение на его входе рав- 10 но нулю, частоту и + af при положительном напряжении на входе и

f — 4Š— при отрицательном. Эта частота накапливается в накапливаю— щем сумматоре 6 в течение фиксироо ванного числа полупериодов выходного напряжения частотного генератора 1, отсчет которых производится счетчиком 14 по сигналу формирователя 13 импульсов. 20

В рассмотренном примере выполнения второго дешифратора 15 это число равно 2, при этом в течение обоих полупериодов на вход преобразователя 5 напряжение — частота подает-25 ся положительное напряжение, что достигается включением инвертора 4

1 на входе преобразователя 5 напряжение — частота, сдвиг фаз между выходным сигналом частотного генератора 1 и. выходным сигналом датчика 2 а положения не превышает 180 . Если сдвиг фаз больше, то на знаковый вход второго дешифратора 15 подается выходной сигнал источника постоян-35 ного напряжения и на его первом выходе сигналы инвертируются.

B результате к концу указанного четного числа полупериодов в накап- 40 ливающем сумматоре 6 накапливается величина, пропорциональная сумме и амплитуды или фазы выходного сигнала датчика 2 положения. После этого знак сигнала на первом выходе вто-45 рого дешифратора 15 меняется на противоположный и в течение последующих полупериодов, число которых равно первоначальному, из накопленного значения вь|читается величина, пропорциональная Е . Например, накопление величины Й + 6f может производиться в течение двух полупериодов и вычитание величины также в течение двух полупериодов. При этом в течение последнего полупериода на выходе йереполнения счетчика 14 присутствует логическая единица.Для того, чтобы значение выходного кода первого- дешифратора 7 переписывалось в регистр 8 только с приходом последнего четкого (в рассмотренном примере четвертого) импульса с выхода формирователя 13 импульсов, длительность выходного импульса последнего выбирается менее времени задержки счетчика 14 по выходу переполнения.

Если это условие осуществить невозможно, на выходе переполнения счетчика 14 устанавливается дополнительный элемент 17 задержки.

В этом случае в момент прихода последнего, четвертого импульса на вход счетчика 14 информация о положении чувствительного элемента из дешифратора 7 переписывается в регистр

8 и поступает в формирователь 9 сигнала управления, осуществляющий форЯ ирование управляющего сигнала.

Через интервал времени, равный времени задержки элемента 17 задержки, счетчик 14 и накапливающий сумматор 6 обнуляются и процесс повторяется.

Таким образом, предлагаемая система может работать как с амплитудным, так и с фаэовым датчиком положения.

При этом формирование управляющего сигнала может быть осуществлено за

1-2 периода частоты частотного генератора 1, т.е. за 2 мс, если частота частотного генератора 1 равна 1 кГц.

В частности, возможна реализация данной системы, в которой преобразование осуществляется в течение двух полупериодов, причем в обоих на вход преобразователя 5 напряжение — частота поступает неинвертированный сигнал с выхода усилителя 3, в первом на знаковый вход накапливающего сумматора 6 поступает логическая единица, а во втором — лигический нуль.

В то же время выделение постоянной составляющей выходного сигнала датчика 2 положения требует при той же частоте возбуждения порядка 3040 мс. Следовательно, частотный диапазон предлагаемой системы расширен по сравнению с известной по крайней мере на порядок.

Поскольку выходной сигнал датчика 2 положения поступает на последовательно соединенные преобразователь 5 напряжение — частота и накапливающий сумматор 6, осуществляющие его интегрирование, исключаются составляющие погрешности, обусловлен1302238

Составитель Ю.Гладков

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Тупица

Заказ 1215/46 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул. Проектная, 4 ные искажением формы сигнала, случайными наводками. Соответствующие составляющие погрешности входят в f и вычитаются в процессе преобразования. 5

Следовательно, использование предлагаемого решения позволяет.одновременно повысить быстродействие системы и расширить тем самым ее частотный диапазон, а также повысить ее помехоустойчивость и точность.

Таким образом, по сравнению с известной предлагаемая система отличается более широким частотным диапазоном при одновременном снижении случайной и систематической погрешностей за счет осуществления фильтрации в процессе интегрирования выходных сигналов датчика.

Технико-экономическая эффектив- 20 ность использования предлагаемого изобретения обусловлена повышением точности управления и расширением частотного диапазона системы, что позволяет использовать ее в составе прецизионных систем автоматического управления. Кроме того, предлагае- . мая система характеризуется просто-, той схемного решения.

Формула изобретения

Система управления, содержащая счетчик, элемент И, элемент задержки, частотный генератор, соединенный вы- 35 ходом с входом формирователя импульсов и входом питания датчика положения, подключенного выходом через уси литель к информационному входу инвертора, соединенного выходом через преобразователь напряжение — частота с информационным входом накапливающего сумматора и последовательно соез диненные регистр, формирователь сигнала управления, цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности и датчик момента, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения частотного диапазона системы, в ней допблнительно установлены два дешифратора и источник постоянного напряжения, соединенный выходом со знаковым входом второго дешифратора, подключенного первым выходом к управляющему входу инвертора, вторым выходом — к знаковому входу накапливающего сумматора, а информационным входом — к информационному выходу счетчика, соединенного тактовым входом с выходом формирователя импульсов и прямым входом элемента И, а выходом переполнения — с инверсным входом элемента И, подключенного выходом к тактовому входу регистра и к входу элемента задержки, соединенного выходом с установочными входами счетчика и накапливающего сумматора, подключенного выходом через первый дешифратор к информационному входу регистра.