Устройство для управления шаговым приводом

 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах управления с шаговым приводом . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и обласB-J wH й-% к шине питания Зтй . , / ти применения устройства для управления шаговым приводом, которая достигается введением новых блоков и функциональных связей, обеспечивающих управление шагового привода как число-импульсным кодом, так и аналоговым сигналом. Устройство содержит усилитель-сумматор 1, источник опорного напряжения 2, пороговый элемент 3, элементы И 4, 5 и 6, элементы ШШ 7, 8 и 9, генератор 10 импульсов, 1К-триггер 11, делитель частоты 12, элемент задержки 13, инверторы 14 и 15, реверсивный счетчик 16, цифроаналоговый преобразователь- 17, дешифратор 18, блок 19 ключей, блок 20 усилителей мощности и шаговый привод 21. 1 ил. о (Л I Р-, f m-n J (СШ1Пt gJL in Ui rri f9 -€ rt оь 21 оо СП ;о 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 05 В 19/40, 11/26 ф Ь, . г г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3998222/24-24 (22) 29.12.85 (46) 07.06.87. Вюл. М - 21 (72) С.В.Дунаев, Ю.В.Есиков, В.Ф,Николаев и В.В.Шаталов (53) 62-50(088.8) (56) Патент США У 4147968, кл. 318-685, опублик. 1979.

Патент США 9 4414498, кл. G 05 В 19/40, опублик. !983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ПРИВОДОМ (57) Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах управления с шаговым приводом. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и обласЛФ 1 1541 А1 ти применения устройства для управления шаговым приводом, которая достигается введением новых блоков и функциональных связей, обеспечивающих управление шагового привода как число-импульсным кодом, так и аналоговым сигналом. Устройство содержит усилитель-сумматор 1, источник опорного напряжения 2, пороговый элемент

3, элементы И 4, 5 и 6, элементы ИЛИ

7, 8 и 9, генератор 10 импульсов, IK-триггер 11, делитель частоты 12, элемент задержки 13, инверторы 14 и

I5, реверсивный счетчик 16, цифроаналоговый преобразователь 17, дешифратор 18, блок 19 ключей, блок 20 д

Щ усилителей мощности и шаговый привод

21. 1 ил.

131 594 1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления с электрическим и электрогидравлическим шаговым приводом, с аналоговым представлением управляющего сигнала.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей и области применения устройства для управления шаговым приводом.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства в случае аналогового управления 4-фаэным шаговым двигателем.

Устройство содержит усилитель-сумматор 1, источник 2 опорного напряже ния, пороговый элемент 3, первый 4, второй 5 и третий 6 элементы И, первый 7, второй 8 и третий 9 элементы

ИЛИ, генератор 10 импульсов, IK-триггер ll, делитель 12 частоты, элемент

l3 задержки, инверторы 14 и 15, реверсивный счетчик 16 цифроаналоговый преобразователь 17, дешифратор

18, блок 19 ключей, блок 20 усилителей мощности и шаговый привод 21.

Импульсы генератора 1О через элемент И 6, элемент ИЛИ 9 и один из элементов И 4 или 5 поступают на счетные входы счетчика 16. Выходнь1е сигналы последнего, соответствующие младшим разрядам, поступают на дешифратор 18, в котором преобразуются в соответствующие комбинации включения фаэных обмоток шагового двигателя.

Выходные сигналы дешифратора 18 проходят через блок 19 ключей, блок 20 усилителей мощности и поступают на шаговый привод 21. Выходная информация счетчика 16 через преобразователь 17 поступает на вычитающий первый вход усилителя-сумматора 1, на другие входы которого подаются управляющий и опорный сигналы соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала число в реверсивном счетчике 16 импульсов соответствует половине его полной емкости, и на выходе цифроаналогового преобразователя присутствует сигнал, равный опорному напряжению на входе усилителя-сумматора. Нулевому состоянию младших разрядов счетчика 16 соответствует определенное состояние выходов дешифратора 18, например, сооткольку Ы-триггер 11 в течение действия данного импульса сохраняет единичное состояние на инверсном выходе, которое обеспечивает наличие логической "1" на третьем входе элемента И 6.

По заднему фронту первого счетного импульса IK-триггер устанавливается по инверсному выходу в нулевое состояние, на третьем входе элемента И 6 также логический "0". Прохождение импульсов от генератора 10 импульсов через элемент И 6 запрещается, и на счетчик 16 поступают импульсы с делителя 12 частоты через элемент ИЛИ 9 и элементы И 4 или 5.

Коэффициент деления делителя 12 частоты устанавливается так, что на ре50 версивный счетчик 16 поступают импульсы с частотой, равной рабочей частоте шагового привода, Под действием поступающих на счетчик 16 импульсов содержимое последнего увеличивается (или уменьшается) до тех пор, пока соответствующее ему выходное напряжение цифроаналогового ветствующих первой и второй включенным фазным обмоткам шагового привода 21.

При появлении управляющего сигнала на входе усилителя-сумматора 1 на выходе последнего формируется разностный сигнал (рассогласование), ко- . торый может быть как положительной полярности, так и отрицательной. Пороговый элемент 3 реализует трехпозиционную релейную характеристику. На первом- выходе порогового элемента 3 логическая единица формируется в случае превышения положительным сигналом рассогласования заданного порогового значения, а на втором выходе в случае превышения модулем отрицательного сигнала рассогласования того же порогового значения. Таким образом, в зависимости от знака рассогласования счетные импульсы, формируемые генератором 10 через элементы

И 4 или 5, проходят на вход суммирования или вычитания соответственно.

Разрешение прохождения счетных импульсов формируется элементом ИЛИ 7 при наличии хотя бы одной логической

"I 1 на выходе порогового элемента 3.

При этом первый счетный импульс, следующий сразу же после появления логической "1" на выходе элемента ИЛИ

7, проходит через элемент И 6, пос3 131594 преобразователя 17 не сравняется с управляющим сигналом на входе усилителя-сумматора I. На выходах порогового элемента 3 устанавливаются логические "0". На первом входе элемента

И 6 также логический "0", а на входе обнуления делителя 12 частоты — логическая "1", вследствие чего формирование счетных импульсов прекращается.

В процессе пересчета младшие раз- 10 ряды счетчика 16 изменяют свое состояние, которое с помощью дешифратора IS преобразуется в соответствующие комбинации включенных фаэных обмоток шагового двигателя. На чертеже показан пример реализации дешифратора для 4-фазного двигателя с парной коммутацией. Порядок переключения, а следовательно, и направление перемещения шагового двигателя соответст-20 вуют направлению счета реверсивного счетчика 16.

Таким образом, реализуется следящий режим работы шагового привода.

Элементы 13, 15 и 19 служат для уста-25 .новки устройства управления шаговым двигателем в исходное состояние при включении питания. Блок ключей совместно с элементом 13 задержки обеспечивают отключение шагового привода 30 на время переходного процесса °

Установка в исходное состояние происходит следующим образом.

При включении питания на время, определяемое элементом задержки 13, 35 на выходе инвертора 15 удерживается логическая "1", на третьем входе элемента И 6 также логическая "1", и на входы счетчика 16 поступают импульсы высокой частоты. Счетчик 16 с боль- 40 шой скоростью устанавливается в исходное состояние, определяемое источником 2 опорного напряжения. После этого на выходе элемента 13 задержки устанавливается логическая "1", на 45 выходе инвертора 15 — логический "0", ключи блока 19 замыкаются и шаговьгй привод подключается к устройству, которое к данному моменту времени установлено в исходное состояние. При 50 число-импульсном управлении управляющими входами устройства являются первые входы элементов И 4 и 5.

Формула изобретения55

Устройство для управления шаговым приводом, содержащее дешифратор, 1 4 блок усилителей мощности по числу фаз шагового двигателя, генератор импульсов, первый, второй и третий элементы И, реверсивный счетчик, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, выходы младших разрядов реверсивного счетчика подключены к входам дешифратора, выходы блока усилителей мощности являются выходами устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства для управления шаговым приводом, в него введены блок ключей,цифроаналоговый преобразователь, IKтриггер, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй инверторы, элемент задержки, делитель частоты, источник опорного напряжения, усилитель-сумматор и пороговый элемент, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И и через первый элемент ИЛИ вЂ” к первому входу третьего элемента И, к входу первого инвертора и I-входу

IK-триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, Свходом IK-триггера и входом делителя частоты, вход обнуления которого соединен с выходом инвертора и К-входом

IK-триггера, причем второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом второго инвертора, вход которого соединен через элемент задержки с шиной питания и непосредственно — с управляющим входом блока ключей, выходы которого соединены с входами блока усилителей мощности, а входы — с выходами дешифратора, выходы делителя частоты и третьего элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов

И, третьи входы которых соединены соответственно с инверсными выходами прямого и обратного переносов реверсивного счетчика, разрядные выходы которого через цифроаналоговый преобразователь соединены с первым входом усилителя-сумматора, второй вход которого является входом устройства, 1315941 третий вход усилителя-сумматора соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — с входом порогового элемента.

Составитель Е,Власов

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Заказ 2359/49

Тираж 863 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