Цифровая система для программного управления

 

Изобретение относится к автоматическому управлению производственными процессами и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления позиционированием различных перемещающихся объектов. Целью изобретения является повышение быстродействия и об еспечение более плавного процесса торможения. Цифровая система программного управления содержит блок 1 задания программы, cyfwaTop 2 на 2п + р разрядов, первый элемент ИЛИ 3, блок 4 вьщеления старшего разряда, блок 5 вьщелення двух старших разрядов, блок элементов ИЛИ, содержащий с второго 6.1 по (п+2)-й 6.п+1 элементы ИЛИ, преобразователь 7 двоичный код 7 напряжение |на п -ь 2 разрядов, усилитель 8, блок управления 9 и датчик 10 обратной связи. Повышение быстродействия системы обеспечивается за счет формирования параболически (с точностью t +3,035) изменяющейся по амплитуде гистограммы напряжений на выходе преобразователя 7 двоичный код - напряжение , соответствующих весам последовательно выделяемых двух старших и старших разрядов кода разности uS заданного и текзгщего положений объекта . 4 ил., 1 табл. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ (51)4 G 05 В 19/18 19/407

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4199518/24-24 .(22) 23.02.87 (46) 30.11.88. Бюл. В 44 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и производства (72) А.И.Павлов и П.И.Павлов (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 624210, кл. С 05 В 19/18, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У. 888074, кл. G 05 В 19/18, 1980. (54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению производств енными процессами и может быть использовано в цифровых cHcTiBMcLx автоматического управления позиционированием различных перемещающихся объектов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и обеспечение более

„„SU„„1441352 А 1 плавного процесса торможения. Цифровая система программного управления содержит блок 1 задания программы, сумматор 2 на 2п + р разрядов, первый элемент ИЛИ 3, блок 4 выделения старшего разряда, блок 5 выделения двух старших разрядов, блок элементов

ИЛИ, содержащий с второго 6.1 по (и+2)-й б.n+1 элементы HJIH, преобразователь 7 двоичный код -, напряжение на n + 2 разрядов, усилитель 8, блок управления 9 и датчик 10 обратной связи. Повышение быстродействия системы обеспечивается за счет формирования параболически (с точностью +

+3,035) изменяющейся по амплитуде гистограммы напряжений на выходе преобразователя 7 двоичный код — напряжение, соответствующих весам последовательно выделяемых двух старших и старших разрядов кода разности dS заданного и текущего положений объек". та. 4 ил., 1 табл.

1441352

Изобретение относится к автоматическому управлению производственными процессами и может быть применено в цифровых системах автоматического управления позиционированием различ5 ных перемещающихся объектов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и обеспечение более плавно го торможения. 10

На фиг. 1 представлена блок-схема цифровой системы программного управления на фиг. 2 — функциональная схема блока выделения старшего разряда, на фиг. 3 — функциональная схе- 15 ма блока выделения двух старших разрядов; на фиг. 4 — зависимость амплитуды аналогового сигнала А на выходе преобразователя двоичный код— напряжение от кода разности 8 8 за- 20 данного и текущего положений объекта.

Система содержит {фиг. 1) блок 1 задания программы, сумматор 2 на

2n + р разрядов, первый элемент

ИЛИ 3, блок 4 выделения старшего 25 разряда, блок 5 выделения- двух стар". ших разрядов, блок элементов ИЛИ, содержащий с второго 6.1 по (и+2)-й

6.(n+1) элементы ИЛИ, преобразователь 7 двоичный код — напряжение 30 на n+2 разрядов, усилитель 8, блок управления 9 и датчик 10 обратной связи.

Блок 4 выделения старшего разряда на пять входов и пять выходов (фиг. 2) содержит с первого по четвертый элементы И11-И14.

Блок 4 выделения старшего разряда на 2п+1 вход и 2п+1 выход может быть выполнен аналогично приведенно. — 40 му на фиг. 2, т.е. содержит с первого по 2п-й элементы И, при этом прямые входы с первого по 2п-й элементов

И этого блока соединены соответственно с входами с первого по 2п-й блока 4, с первого по 2п-й инверсные входы первого элемента И соединены соответственно с входами с второго по (2n+1)-й блока 4, с первого по (2n-1)-й инверсные входы второго элемента И соединены соответственно с входами с третьего по (2п+1)-й блока 4, с первого по (2n-2)-й инверсные входы третьего элемента И соединены соответственно с входами с четвертого по (2n+1)-й блока 4 и

55 т.д.

Блок 5 выделения двух старших разрядов на пять входов и четыре выхода (фиг. 3) содержит с первого по четвертый элементы И15-И18, Нумерация входов блока 5 выделения двух старших разрядов на фиг. 1 и 3 дана в скобках.

Блок 5 выделения двух старших разрядов на 2п входов и 2п-1 выходов „ примененный в системе, может быть выполнен аналогично приведенному на фиг. 3.

В качестве блока 9 управления может быть применен электропривод постоянного тока.

Система работает следующим образом.

Блок 1 задания программы, который может быть выполнен, например, на программных переключателях, выдает в сумматор 2 код заданного положения объекта, сумматор 2 на своих выходах формирует двоичный код разности и Я заданного и текущего положений объекта. С первого по 2п-й разряд двоичного кода разности hS поступают непосредственно в блок 4 выделения старшего разряда, а с (2п+1)-го по (2п+р)-й старшие разряды через элемент ИЛИ 3.

При этом разрядность сумматора 2, равная (2п+р), определяет максимальный путь перемещения L механизма (например, суппорта станка) или обрабатываемого изделия (например, стальной ленты в автоматической линии по поперечному раскрою рулонного материала),; а количество разрядов двоичного кода разности S, поступающих непосредственно в блок 4 выделения старшего разряда и равных

2п, определяет максимально требуемый путь торможения S с номинальной скорости V Например, при

3276,7 мм, " = 0,1 мм и S,=51,2 мм к входам первого элемента ИЛИ 3 должно быть подключено пять разрядов (соответствующих степенным числам

2, 2", 2 12 2 и.2 14) выхода сумматора 2, а общее количество выходов этого сумматора равно пятнадцати.

При помощи элементов ИЛИ 6.1-6(п+

+1), а также блока 4 выделения старшего разряда и блока 5 выделения двух старших разрядов на цифровые входы преобразователя 7 двоичный код — напряжение подается информация из сумматора 2 в соответствии с таблицей.

Эта информация соответствует умножен-

j 44) 352 ному на 2 квадратному корню из весов

1 отдельных нечетных разрядов двоичного кода разности заданного и текущего положений объекта, точность соответствия этой информации 6,07%.

Аналоговый сигнал с выхода преобразователя 7 двоичный код — напряжение че р ез усилитель 8 по с тупа ет на блок 9 управления, перемещающий объект и датчик 1.0 обратной связи.

Код текущего Положения объекта с выхода датчика 10 обратной связи поступает на первые (вычитающие) входы сумматора 2, который формирует новый код разности. Если этот код ста-. новится равным нулю, напряжение на вход усилителя 8 не подается и перемещение объекта заканчивается в данной точке. 20

Данная система увеличивает быстродействие за счет уменьшения времени торможения при позиционировании..Для оптимального по быстродейст- 25 вию процесса позиционирования характерно торможение с постоянным максимально допустимым по величине ускорением. Связь скорости V u перемещения S при движении с ускорением а 30 определяется зависимостью V = 2aS

Чтобы обеспечить такой закон движения, задание на скорость,, т,е. выходное напряжение преобразователя 7 двоичный код — напряжение, должно быть связано с рассогласованием по перемещению параболической зависимостью. В системе обеспечивается формирование параболически (с гочностью +3,035X) изменяющейся по амплитуде гистограммы напряжений А, соответствующих весам последовательно выделяемых двух старших и старших разрядов кода разности заданного и текущего положений объекта (фиг.4), 45 что приближает быстродействие процесса позиционирования к оптимальному значению.

Данная цифровая система программного управления обеспечивает также 5О более плавное торможение объекта в

: связи с увеличением в два раза количества ступенек торможения.

Формула и з обре т е н и я

Цифровая система для программного управления, содержащая последовательно соединенные преобразователь двоичный код - напряжение, усилитель, блоки управления и датчик обратной связи, при этом выходы датчика обратной связи подключены к первым входам сумматора на 2и+р разрядов, вторые входы которого подключены к выходам блока задания программы, с первого по 2п-й выходы сумматора соединены соответ" ственно с первого по 2п-й входами о блока выделения старшего разряда, а с (2n + 1)-го по (2n + p)-й выходы сумматора соединены с входами первого элемента ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ подключен к (2п+1)му входу блока выделения старшего разряда, а выходы с второго по (n +

+2)-й элементов ИЛИ соединены соответственно с первого по (и+1)-й входами преобразователя двоичный код " напряжение, отличающая ся тем, что, с целью повышения быстродействия и обеспечения более плавного процесса торможения, введен блок выделения двух старших разрядов, с первого по 2и-й входы которого соединены соответственно с второго по

2и-й выходами сумматора и выходом первого элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы второго элемента ИЛИ подключены соответственно к второму выходу блока выделения старшего разт ряда и первому и второму выходам блока выделения двух старших разря дов, первые входы третьего, четвертого — (n + 1)-го элемента ИЛИ соединены соответственно с первым, третьим — (2и — 3)-нм выходами блока выделения старшего разряда, вторые входы третьего, четвертого — (и+1)го элементов ИЛИ соединены соответственно с вторым, четвертым — (2n— — 2)-и выходами блока выделения старшеro разряда, третьи входы третьего, четвертого — (n + 1)-го элементов

ИЛИ соединены соответственно с четвертым, шестым — 2n-м выходами блока выделения старшего разряда, четвертые входы третьего, четвертого— (n + 1)-го элемента ИЛИ соединены соответственно с третьим, пятым— (2и — 1)-м выходами блока выделения двух старших разрядов, пятые входы третьего, четвертого — и-го элементов ИЛИ соединены соответственно с четвертым, шестым — (2и — 2) -м выходами блока выделения двух старших разрядов, первый и второй входы (и +

4! 352 да, (2n + l)-й выход которого подключен к (п+2)-му входу преобразователя двоичный код - напряжение. (1 2 3 RoNep вме ода блова 4

Oreaeaaoe число с осиовавиеи 2, еиу соответ«esyaaae

2 2

1 2 4

Десвтвчвое ч3илоу юФ соответс те увале

1гв

16 32

Номер вивола олова 5

Oteaeaaoe число с осао, вавиеи 2, еиу светает» сто увита

26+2 г +2, z +г

2 +2

2 +г г4

Десатичвое число, аиу соответстеуезцае

192

Нокер вибла лреобравователв 7

2 1,2 3 1,3 2,3 1,2,3

Стелеваое число с освовевюи 2> еиу соответствуввве

21+2 2 +2 +2 ге гт гт 20+2 ф 21+гт 20+2 гф десвтввоа число, еаза соотв етс тв 3В393ае

24 28

5 6 7

+ 2)-ro элемента ИЛИ соединены соответственно с (2n — 1)-м и 2п-м выходами блока выделения старшего раэря2,4 3,4 2,3,4 . 5 3,5 4,5 3,4,5

29 г аг1 21+21 2 +27+29 гл 22 24 в 10 12 14 !6 20

144 I 352