Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к системам программного управления и предназначено для разгона, замедления и точной остановки прецизионного координатного стола, приводимого в движение шаговым злектрическим двигателем. N 11 Пусн J НУ Цель изобретения - улучшение динаьтческих характеристик привода и удешевление устройства. Устройство программного управления содержит блок 1 памяти,, генератор 2 импульсов, делитель 3 частоты, формирователь 10 пачки импульсов, первый счетчик 4 импульсов , второй счетчик 5 импульсов, два триггера 6, 7, два элемента 2И-2ИЛИ 8-1 и 8-2, элемент И 15, инвертор 9. Данное устройство имеет возможность формировать независимые друг от друга кривые разгона и торможения, позволяя выбирать оптимальные с точки зрения динамических характеристик законы отдельно для разгона и для торможения. Обеспечена возможность перехода к торможению в произвольный момент времени. 3 ил. 6WXO Q СО ijiii О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51 )4 r, 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ыхаЗ

Пуск

НУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4230346/24-24 (22) 15.04.87 (46) 30 ° 10.88. Бюл. У 40 (72) Л.Д.Минутии и 10.1О.Минутина (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 506001, кл. С 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1352462, кл. Л 05 В 19/18, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛВИИЯ (57) Изобретение относится к системам программного управления и предназначено для разгона, замедления и точной остановки прецизионного координатного стола, приводимого в движение шаговым электрическим двигателем.

„„SU„„1434407 А 1

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик привода и удешевление устройства. Устройство программного управления содержит блок 1 памяти, генератор 2 импульсов, делитель 3 частоты, формирователь 10 пачки импульсов, первый счетчик 4 импульсов, второй счетчик 5 импульсов, два триггера б, 7, два элемента

2И-2ИЛИ 8-1 и 8-2, элемент И 15, инвертор 9, Данное устройство имеет возможность формировать независимые друг от друга кривые разгона и торможения, позволяя выбирать опти-мальные с точки зрения динамических характеристик законы отдельно для разгона и для торможения. Обеспечена возможность перехода к торможению в произвольный момент времени, 3 ил.

1434407

Изобретение относится:« системам программного управления и предназначено для разгона, замедления и точной остановки прецизионного координатного стола, приводимого в движе5 ние шаговым электрическим двигателем.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик привода и удешевление устройства.

На фиг. l представлена Функциональная схема описываемого устройства; на Фиг. 2 — алгоритм его работы; на фиг. 3 — пример характеристик разгона и торможения, I5

Устройство содержит блок l памяти, генератор 2 импульсов, делитель

3 частоты, первый счетчик 4 импульсов, второй счетчик 5 импульсов, два триггера б и 7, два элемента 2И-2ИЛИ

8-1 и 8-2, инвертор 9, формирователь

10 пачки импульсов, информационный вход 11 устройства (N), вход 12 запуска устройства (Пуск), вход 13 начальной установки (НУ), выход 14 уст-25 ройства (Вых.), элемент И I 5.

Формы кривых разгона и торможения задаются таблицами коэффициентов деления частоты генератора 2 импульсов„ которые. хранятся в блоке 1 памяти. 30

Адрес коэффициента в блоке 1 памяти задается счетчиком 4 импульсов. Счет-чик 5 импульсов принимает с входа 11 число шагов N, которое необходимо отработать устройству. В процессе работы счетчик 5 импульсов хранит число, равное N — (n > + n ), где п„, и — текущие числа пройденных шагов разгона и пропущенных шагов из таблицы торможения. Обнуление счетчика 5 импульсов идентифицирует начало режима торможения, В режиме разгона счетчик 4 импульсов перебирает в режиме прямого счета таблицу коэффициентов торможения, пропуская коэффициенты торможения, В режиме торможения счетчик 4 импульсов перебирает в режиме обратного счета таблицу коэффициентов торможения, пропус,кая уже коэффициенты разгона. Чтобы . обеспечить пропуск коэффициентов, устройство содержит Формирователь 10 пачки импульсов, который формирует несколько импульсов на повышенной частоте, обеспечивающих быстрый инкремент (декремент) счетчика 4, Число импульсов в пачке определяется максимальным количеством следующих подряд одноименных коэффициентов, Устройство работает следующим образом.

Управление устройством осуществляется с трех внешних входов: информационного входа 11, входа 12 запуска, входа 13 начальной установки. После включения питания на вход l3 подается cHI н ал нач аль ной установки НУ 9 по которому происходит установка в нулевое состояние триггера 6, обнуляется счетчик 4 импульсов и в блоке 1 памяти происходит выборка младшего коэффициента„ принадлежащего таблице разгона. Устройство переходит в состояние ожидания, в котором может находиться произвольное время, Запуск устройства осуществляется подачей сигналов N II "Пуск" на входы ll и 12 соответственно. По этим сигналам в счетчик 5 импульсов э:*писывается число шагов отработки (N), триггер 6 устанавливается в единичное состояние (состояние "Пуск",), триггер 7 — также в единичное состояние (состояние "Разгон" ), Цикл отработки N шагов начинается с приема в делитель 3 частоты младшего коэффициента деления частоты генератора 2 импульсов. Через интервал времени, пропорциональный этому коэффициенту, делитель 3 частоты формирует импульс на выход 14 устройства. Дальнейшая работа устройства зависит от нескольких условий.

Если в счетчике 4 импульсов не нулевое состояние при режиме "Торможение", то происходит проверка условий "8" и "9", а также исполнение блока "10" (фиг,2), В результате проверок "8" и "9" происходит уменьшение на единицу состояния счетчика

5 импульсов и увеличение на единицу состояния счетчика 4 импульсов. Изменение содержимого счетчиков 4 и 5 обеспечивается прохождением импульса с выхода делителя 3 частоты через открытое первое плечо элемента

2И-2ИЛИ 8-!. При этом бит признака коэффициента для гервого коэффициента, принадлежащего таблице разгона, кодируется логическим нулем. Кроме того, импульс с выхода делителя 3 частоты запускает формирователь IO пачки имп льсов, который 1 отовится к выдаче первого импульса пачки.После увеличения содержимого счетчика

4 импульсов происходит выборка второго коэффициента в блоке 1 памяти.

В случае принадлежности данного коэффициента к табЛице торможения на выходе бита признака блока 1 памяти появляется логическая единица, которая открывает второе плечо элемента

2И-2ИЛИ 8-1. Импульс с выхода форми5 рователя 10 пачки импульсов через второе плечо элемента 2И-2ИЛИ 8-! про-ходит на суммирующий вход счетчика

4 и начинается выборка третьего коэффициента, Если он также принадлежит таблице торможения, то будет пропущен аналогично предыдущему коэффициенту по второму -;.мпульсу из пачки, формируемой формирователем 10 пачки импульсов, И так далее до тех пор, пока не будет выбран из блока 1 па-. мяти коэффициент разгона, бит призяака которого равен логическому нулю.

Этот уровень логического нуля закрывает второе плечо элемента 2И-2ИЛИ

8-1 для прохождения оставшихся импульсов из пачки, формируемой формирователем 10 пачки импульсов. В этом случае счетчик 4 импульсов переста- 25 ет менять свое состояние и второй коэффициент из таблицы разгона остается на выходной шине блока 1 памяти до момента формирования следующего импульса на выходе делителя 3 частоты.д0

При достижении счетчиком 4 импульсов максимального состояния на его выходе переноса формируется сигнал (как правило, инверсный J, который, пройдя через элемент И 15, приводит к з аписи в счетчик 4 импульсов его собственного состояния, С этого момента на выходе блока 1 памяти до тех пор, пока не наступит торможение,находится старший коэффициент, задаю- 40 щий максимальную частоту следования выходных импульсов в стационарном режиме.

Стационарный режим продолжается до тех пор, пока в счетчике 5 импуль- 45 сов не окажется нулевое состояние.

При этом на его выходе переноса формируется сигнал, который обнуляет триггер 7, устанавливая его в состояние "Торможение".

Б этом режиме состояние счетчика 4 уменьшается либо по импульсам с выхода делителя 3 частоты, либо по импульсам, формируемым формирователем 10 пачки импульсов при пропуске коэффициентов таблицы разгона, В первом случае декремент счетчика 4 обеспечивается прохождением импульсов с выхода делителя 3 частоты через открь:тов первое плечо элемента

2И-?ИЛИ 8-2 на вьтчитающий вход счетчика 4, во втором случае импульсы из печки, формируемой формирователем 10 пачки импульсов, проходят через второе плечо элемента 2И-2ИЛИ

8-2, которое открывается сигналом логического нуля с выхода признака блока l памяти,,проинвертированного инвертором 9 °

Уменьшение состояния счетчика 4 импульсов продолжается до достижения нулевого состояния. На выходе заема счетчика 4 в этот момент формируется импульс, который сбрасывает триггер 6 в нулевое состояние (Стоп"), а также проходит через элемент И 15 и записывает нулевое состояние в счетчик 4 импульсов (подтверждает его нулевое состояние).

Устройство переходит в состояние ожидания. При этом для начала нового цикла отработки не требуется сигнала НУ, так как счетчик 4 импульса и триггеры 6 и 7 находятся в исходном состоянии.

На фиг. 3 представлен пример характеристики разгона — торможения для большего числа шагов (кривая а, устройство достигает стационарного режима) и для малого числа шагов (кривые б, устройство из состояния

"Разгон" сразу переходит в состояние

"Торможение" ). Для обоих случаев реализуется несимметричньп» закон, являющийся оптимальным для любого привода.

Устройство дает возможность формировать независимые одна от другой кривые разгона и торможения, позволяя выбирать оптимальные с точки зрения динамических характеристик законы отдельно для разгона и торможения. Обеспечена возможность перехода к торможению в произвольный момент времени, так как устройство самостоятельно определяет точку входа в кривую торможения, не загружая ресурсы управляющей системы верхнего уровня и упрощая алгоритм управления.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, первый и второй счетчики импульсов, блок памяти, делитель частоты, первый триггер, элемент И, выход первого счетчика импульсов соединен с его информационным входом и входом блока памяти, первый выход которого соединен с информационным входом де5 лителя частоты, выход которого является выходом устройства, выходы переноса и заема первого счетчика импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с синхровходом первого счетчика импульсов, выход

1 первого триггера соединен с разрешающим входом делителя частоты, синхровход которого соединен с выходом генератора импульсов, о т л и «ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик привода и удешевления устройства, в него введены второй триггер, формирователь 2п пачки импульсов, первый и второй элементы 2И-2ИЛИ и инвертор, причем ! выход делителя частоты соединен с первыми входами первого и второго эле". ментов 2И-2ИЛИ и входом запуска фор-. 2q мирователя пачки импульсов, синхро-! вход которого соединен с выходом ге" нератора импульсов, а выход формирователя пачки импульсов соединен с

) третьими входами первого и второго элементов 2И-2ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами прямого и обратного счета первого счетчика импульсов, выход заема которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с входом обнуления первого счетчика импульсов и входом начальной установки устройства, информационный вход которого соединен с информационным входом второго счетчика импульсов, выход заема которого соединен с входом обнуления второго триггера, вход запуска устройства соединен с синхровходом второго счетчика импульсов и входами установки в п1" первого и второго триггеров„ прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с вторыми входами соответственно гервого и второго элементов 2И-2ИЛИ, вы:.од первого элемента 2И-2ИЛИ соединен с входом обратного счета второго счетчика импульсов, второй выход блока памяти соединен с четвертым входом первого элемента 2И-2ИЛИ и входом инвертора, выход которого соединен с четвертым входом второго элемента

2И-2ИЛИ, 1434407

Ание

Фие. ю

Составитель А.Федоров

Техред N.Ходакич Корректор И,Муска

Редактор А.Маковская

Заказ 5552/49

Тираж 866 Подписное

ВПЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,