Цифровая система программного управления

 

Цифровая система программного управления может быть использована на предприятиях металлообрабатьшающей, металлургической, легкой и местной промышленности в системах автоматического управления позиционирова нием различных перемещающихся объектов . Целью изобретения является повышение быстродействия. Цифровая система программного управления содержит блок 1 задания программ, сумматор 2 на 2 m+n разрядов, первый элемент ИЛИ 3, логический блок 4 выделения старшего разряда, трехвходовые второй - т-й и двухвходовый (т+1)-й элементы ШШ 5, преобразователь 6 двоичный код-напряжение на т+2 разряда , усилитель 7, блок 8 управления и датчик 9 обратной связи. Преимущество изобретения состоит в повышении быстродействия путем сокраще - ния времени торможения за счет формирования нелинейной (приближающейся к параболической) гистограммы торможения, 3 ил. 1 табл. S2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Ю (1И сМ) 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV CBNQETEJlbCTBV

Зюе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-(21) 4185274/24-24 (22) 20.01.87 (46) 23.07.88.Бюл. У 27 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и производства (72) А.И.Павлов и Д.А.Павлов (53) 621.31 6.718 .5 (088 .8) . (56} Авторское свидетельство СССР

У 351200, кл,G 05 В 19/18, 1970, Авторское свидетельство СССР

У 624210, кл. G 05 В 19/18, 1976. (54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Цифровая система программного управления может быть использована иа предприятиях металлообрабатывающей, металлургической, легкой и местной промышленности в системах автоматического управления позиционированием различных перемещающихся объектов. Целью изобретения является повышение быстродействия. Цифровая система программного управления содержит блок 1 задания программ, сумматор 2 на 2 m+n разрядов, первый элемент

ИЛИ 3, логический блок 4 выделения старшего разряда, трехвходовые второй — тп-й и двухвходовый (тп+1)-й элементы ИЛИ 5, преобразователь б двоичный код-напряжение на m+2 pasряда, усилитель 7, блок 8 управления и датчик 9 обратной связи. Преимущество изобретения состоит в повышении быстродействия путем сокраще - а

<О ния времени торможения эа счет формирования нелинейной (приближающейся к параболической) гистограммы торможения. 3 ил. 1 табл.

1411710

Изобретение относится к GBTQMBTH ческому управлению производственными процессами и может быть применено в цифровых системах автоматического управления позиционированием различных перемещающихся объектов.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.l представлена блок-схема цифровой системы программного управления; на фиг.2 — функциональная схема логического блока вьщеления старшего разряда, содержащего пять входов и пять выходов; на фиг.Э вЂ” !5 зависимость амплитуды аналогового сигнала А на выходе преобразователя двоичного кода в напряжение от кода разности Д Б заданного и текущего положений объекта. 20

Система .содержит блок 1 задания программ, сумматор 2 на 2m+n разрядов, первый элемент ИЛИ 3, логический блок 4 вьщеления старшего:разряда, первый — m-й элементы ИЛИ 5, 25 преобразователь б двоичного кода в напряжение на m+2 разрядов, усилитель 7, блок 8 управления и датчик

9 обратной связи.

Логический блок 4 вьщеления старшего разряда содержит первый - 2m-й (фиг.2, первый 10 — четвертый 13) элементы И.

Выход преобразователя 6 двоичного кода в напряжение соединен с входом усилителя 7, выходом соединенного с входом блока 8 управления, с которым связан датчик 9 обратной связи. Выход датчика 9 обратной связи соединен с первым входом сумматора 2. Второй вход сумматора 2 соединен с выходом блока 1 задания программ. Выходы (2m+1)-(2m+n) старших разрядов сумматора 2 подключены к входам первого элемента ИЛИ 3. Выходы первого ш-ro элементов ИЛИ 5 соединены соответственно с вторым — (m+1)-м цифровыми входами преобразователя двоичного кода в напряжение 6.

Первые входы. первого — m-го эле

50 ментов ИЛИ 5 соединены соответственно с первым - (2m-1)-м выходами логического блока 4 вьщеления старшего разряда, вторые входы второго — m-ro элементов ИЛИ 5 соединены соответст55 венно с вторым — 2m-м выходами логи ческого блока 4 выделения старшего разряда, третьи входы второго (m-1)-ro элементов ИЛИ 5 соединены, соответственно с четвертым — 2m-м б выходами логического блока 4 выделения старшего разряда, первый цифровой код преобразователя б двоичного кода в напряжение соединен с вторым выходом логического блока 4 вьщеления старшего разряда, (m+2)-й цифровой вход преобразователя 6 двоичного кода в напряжение соединен с (2m+1) -м (самым старшим ) выходом логического блока 4 вьщеления старшего разряда, (2m+1)-й вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ Э. Первый — 2m-й входы логического блока 4 вьщеления старшего разряда соединены соответственно с первым — 2m-м выходами сумматора 2.

Логический блок 4 вьщеления старшего разряда может быть выполнен,. например, на элементах И (фиг.2). Прямые входы первого 10 — четвертого 13 элементов И соединены соответственно с первым — четвертым входами блока 4 вьщеления старшего разряда.

Первый — четвертый инверсные входы первого элемента И 10 соединены соответственно с вторым — пятым входами блока 4 выделения старшего разряда. Первый — третий инверсйые вхо= ды второго элемента И ll соединены соответственно с третьим - пятым входами блока 4 вьделения старшего разряда.

Первый и второй инверсные входы третьего элемента И 12 соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока 4 вьщеления старшего разряда. Инверсный вход четвертого элемента И 13 соединен с пятым. входом блока 4 выделения старшего разряда.

Логический блок 4 выделения старшего разряда, содержащий ш+1 вход и m+1 выход, примененный в предлагаемой системе, выполнен аналогично описанному (фиг.2), т.е. прямые входы первого - 2m-ro элементов И соединены соответственно с первым — 2ш-м входами блока 4, первый — 2m-й инверсные входы первого элемента И соединены соответственно с вторым— (2m+I)-м входами блока 4, первый (2m-1)-й инверсные входы второго элемента И соединены соответственно с третьим — (2ш+1)-м входами блока 4, первый — (2m-2)-й инверсные входы третьего элемента И соединены соответственно с четвертым - (2ш+1)-м входами блока 4 и т.д.

11710!

О

20

25 30

55

3 14

Блок 8 управления представляет собой электропривод постоянного тока, содержащий последовательно включенные усилительно-преобразующий каскад (например, электромашинный усилитель, тиристорный преобразователь и др.) и электродвигатель постоянного тока. В качестве блока 8 управле-:, ния может быть применен, например, электропривод постоянного тока.

Система работает следующим образом.

Блок 1 задания программ, который может быть выполнен, например, на программных переключателях, вьдает в сумматор 2 код заданного положения объекта. Сумматор 2 формирует двоичный код разности QS заданного и текущего положений объекта.

Первый — 2m-й разряды двоичного кода разности поступают непосредственно в логический блок 4 вьделения старшего разряда, а (2ш+1)-(2тп+и)-й старшие разряды — через элемент

ИЛИ 3.

С помощью элементов ИЛИ 5 на циф-:

l ровые входы преобразователя 6 двоичного кода в напряжение подается информация из блока 4 вьделения старшего разряда в соответствии 6 таблицей.

Эта информация соответствует корню квадратному (умноженному на 2) из весов отдельных нечетных разрядов двоичного кода разности заданного и текущего положений объекта. Точность соответствия этой информации корню квадратному (умноженному на 2) из весов четных разрядов составляет

6,077.

Аналоговый сигнал с выхода преобразователя 6 двоичного кода в напря- жение через усилитель 7 поступает, на блок 8 управления, перемещающий объект и датчик 9 обратной связи.

Код текущего положения объекта с выхода, датчика 9 обратной связи пос" тупает на второй (вычитающий) вход сумматора 2, который формирует новый код разности. Если этот код становится равным нулю, напряжение на вход усилителя 7 не подается и перемещение объекта заканчивается в данной точке.

Такая система увеличивает быстро" действие за счет уменьшения времени торможения при позиционировании.

Для оптимального по быстродействию процесса позиционирования характерно торможение с постоянным максимально допустимым по величHHp ускорением. Связь скорости V и перемещения S при движении с ускорением а определяется зависимостью V= 2aS.

Чтобы обеспечить такой закон днижения, задание на скорость, т.е. выходное напряжение преобразователя 6 двоичного кода в напряжение, допжно быть связано с рассогласованием по перемещению параболической зависимостью.

Цйфровая система программного управления может быть применена для управления различными объектами, которые с высокой скоростью должны быть перемещены из одного положения в другое с высокой степенью точности.

Формула изобретения

Цифровая система программного управления, содержащая последовательно соединенные преобразователь двоичного кода в напряжение, усилитель, блок управления, датчик обратной связи и (2m+n)-разрядный сумматор, втсрой вход которого соединен с выходом блока задания программ, а (2m+I)— (2m+n)-й выходы старших Разрядов сое. динены с соответствующими входами первой группы элементов ИЛИ, выход которой соединен с (2m+1)-м входом блока вьделения старшего разряда, у которого входы с первого по 2тп-й соединены соответственно с первым— е

2m-м выходами младших разрядов сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, введена вторая группа элемен45 тов ИЛИ, у котоРой входы с первого по 2m-й соединены соответственно с первым — 2m-м выходами блока вьделения старшего разряда, а первый (ш+1)-й выходы соединены с первым—

50 (m+I )-м цифровыми входами преобразова теля двоичного кода в напряжение, (m+2)-й цифровой вход которого соединен с (2m+1)-м выходом блока вьделения старшего разряда, первые входы с первого по m-й элементов ИЛИ второй группы соединены с ее первым, третьим, пятым — (2m-1)-м входами, вторые входы первого — ш-ro элементов ИЛИ— с ее вторым, четвертым — 2m-м входами, третьи входы первого — (m-1)-rо элементов ИЛИ вЂ” с ее четвертым шесl тым — 2m-м входами, выход первого—

m-ro элементов ИЛИ соединен с вторым

Номер выхода блока 4 1 2 3

Степенное число с основанием 2, ему со" ответствующее о 21 2 2з 24 25 2а 27 2

: Десятичное число, ему соответствующее (вес разряда) 1 2 4 8

Номер входа преобразователя 6

2 . 1;2 3 2;3 4

3;4 5 4;5 6

+21 2 2 2 +2 У 29 22+23 24 23+24

12 16 24 32

2 3 4 6 8

Фиа 2

Степенное число с основанием 2, ему со, ответствующее ! Десятичное число, ему, соответствующее

411710 6 (m-1)-м выходами второй группы элементов ИЛИ, с первым входом которой соединен второй вход первого элемента ИЛИ этой же группы °

16 32 64 128 256

1411710

2Ч S 1б

Фиг. 3

Составитель А.Прусковцов

Редактор В.Петраш Техред Л-.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 3653/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. 12

1Ч

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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