Система управления

 

Изобретение относится к .области автоматики к может быть использовано при построении систем автоматического управления, регулирования и стабилизации. Цель изобретения расширение области применения и повышение точности систем. Система позволяет с высокой точностью преобразовать выходной сигнал датчика положения, выполненного в виде вращающегося трансформатора, и использовать его для управления объектом. Особенностью схемы является то, что на вход преобразователя напряжениечастота подается сумма сигналов с синусного и косинусного выходов датчика и напряжение опорного сигнала, а в счетчиках (сумматорах) накапливается соответственно код синуса и косинуса. Это позволяет при делении указанных кодов исключить нестабильность преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 05 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 41861 51 /24-24 (22) 26. 01. 87 (46) 15.12.88, Бюл. У 46 (72) В.С.Альтшулер, А.А.Васюхно, Л,Н,Волков, IO.А.Другов А.В.Орлов и В,М.Филатов (53) 62-50 (088.8) (56) Гироскопические системы /Под ред. Д.С.Пельпора, ч.1, М,: Высшая школа, 1977, с.22-23.

Авторское свидетельство СССР

Р 1302238, кл. С; 05 В 11/00, 1985. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к .области автоматики и может быть использовано при построении систем автоматического управления, регулирования и стабилизации. Цель изобретения .—

„„SU„„1444?07 А 1 расширение области применения и повышение точности системй. Система позволяет с высокой точностью преобразовать выходной сигнал датчика ,положения, выполненного в виде вращающегося трансФорматора, и использовать его для управления объектом, Особенностью схемы является то, что на вход преобразователя напряжениечастота подается сумма сигналов с синусного и косинусного выходов датчика и напряжение опорного сигнала, а в счетчиках (сумматорах) накапливается соответственно код синуса и косинуса. Это позволяет при делении указанных кодов исключить нестабиль- с

Я ность преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

14447

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при построении систем автоматического управления, регулирования и стабилизации а

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности системы управления, На фиг:.1 приведена функциональная схема системы управления; на фиг.2— схема формирователя парных импульсов, на фиг. 3 — временная диаграмма работы системы.

Система управления содержит датчик 1$

I положения, первый и второй усилители 2 и 3, первый и второй инверторы-повторители 4 и 5, аналоговый сумматор 6, источник опорного напряжения . 7; преобразователь 8 напряжение-частота, первый и второй накапливающие сумматоры 9 и 10 первый и второй регистры 11 и 12, блок 13 деления, арктангенсный преобразователь 14, регулятор 15, цифроаналоговый преобразователь 16, усилитель 17 мощности,датчик 18 момента, генератор 19 импульсов, реверсивный счетчик 20, синусный преобразователь 21, в-орой цифроаналоговый преобразователь 22, управ- 30 ляемый источник 23 опорного напряжения, счетчик 24, элемент задержки 25, счетчик ?6 периодов,. элемент 27 ИСКХПОЧА10ЩЕЕ ИЛИ, первый и второй инвер торы 28 и 29, высокочастотный генера- 35 тор 30 и формирователь 31 парных импульcoa

Формирователь 31 парных импульсов выполнен в виде формирователей 32,33 и инверторов 34,35 (фиг.2). Б свою щ очередь формирователи 32 и 33 включают Д-триггеры 36,37 и элементы

38,39 И-HR Система снабжена также выходными шинами 40 и 41, входной шиной 42 коррекции и установочным входом 43.

Система работает следующим образом.

После поступления импульса на вход 43, счетчики 20,241 и 26 находятся в нулевом состоянии, система готова.к работе, которая в дальнейшем осуществляется без установки указанных счетчиков.

Цикл работы системы состоит иэ четырех тактов. В каждом такте код в счетчике 20 увеличивается до MBE симального значения (высокий потенциал на знаковом входе счетчика 20) 07 2 и вновь уменьшается до нуля (низкий потенциал) . В моменты достижения кодов максимального и нулевого зна чения импульс с выхода переполнения. счетчика 20 изменяет состояние счетчика 24, управляющего полярностью выходного напряжения источника 23.

В результате выходное напряжение преобразователя 22 изменяется по синусоидальному закону (два периода в течение цикла) .

Задержка с элемента 25 выбирается р авной з адержк е датчик а (фиг. 3 ), в результате выходные импульсы счетчика 26 оказываются синхронизованными с выходными напряжениями датчика 1. Управление инверторами-повторителями 4. и 5 осуществляется от элементов 27 и 28, причем в первом и втором тактах инвертор-повторитель

4 пропускает сигнал без инверсии, а в третьем и четвертом — с инверсией.

Инвертор-повторитель 5 инвертирует сигнал в первом и четвертом тактах (фиг.3), Сумма выходных сигналов инвертаров-повторителей 4,5 и источника 7 обеспечивает преобразование двухполярного выходного напряжения датчика 1 за счет смещения его характеристики и поступает на преобразователь 8, выходная частота которого подсчитывается одновременно сумматорами 9 и 10. Направление их счета определяется потенциалами на выходе третьего разряда счетчика 26 и ин" вертор 29.

Б результате в обоих накапливающих сумматорах 9 и 10 частота Г соответствующая выходному сигналу преобразователя 8 при нулевом вход° ном напряжении, компенсируется к концу четвертого такта (в сумматоре

9 она в первом и четвертом тактах берется со знаком плюс, а во втором и третьем — со знаком минус, в сумматоре 10 она в третьем и четвертом тактах берется с плюсом, в первом и втором — с минусом).

Аналогично в сумматоре 9 компенсируется частота, пропорциональная сов<, а в сумматоре 10 — частота, пропорциональная sing, так что к моменту окончания четвертого такта в сумматоре 9 оказывается число,пропорциональное только sintp, а в сумматоре 10 — только савв(.

1444707

В момент окончания четвертого такта высокий логический уровень поступает с выхода третьего разряда счетчика 26 через иннертор 28 на вход формирона теля 31, к оторый формирует лару следующих друг за другом импуль сов, осущестнляищих з апись выходных кодов сумматорон 9 и 10 н регистры ll и 12 соответственно, Эти 10 коды поступяит также на шины 40,41, которые могут быть объединены с шиной 42 данной системы или системы, работяищей параллельно, а также на входы блока 13, нырябатываищего код, 15 пропорциональный tp(g. После преобразования и суммирования с сигналом коррекции величина q поступает на последонательнуи цепь из преобразователя 16, усилителя 17 и датчика 18, 20 осуществляющую формирование соотнетствуищего сигналя управления, Таким образом, управляищее воздействие не зависит от нестабильности коэффициента передачи датчика 1 и преобразователя 8, наименее стабильных блоков в известных системах.

Работа формирователя 31 осуществляется следуищим образом, В исходном состоянии триггеры 36 30 и 37 обнулены. При поступлении положительного фронта на С-вход триггера 36 он устанавливается в единицу, снимая сигнал установки нуля со входа триггера 37, При появлении очередного импульса на выходе генератора 30 перебрасывается триггер 37 и импульс через элементы 39, и инвертор 34 поступает на первый выход, одновременно устанавливая триггер 40

36 в ноль. По заднему фронту импульса на выходе элемента 39 устанавливается н исходное состояние триггер

37, и запускается формирователь 33, работающий аналогично. 45

Датчик 1 может быть выполнен в виде синусно-косинусного ВТ. Инверторы-повторители 4 и 5 представля;ют собой управляемые аналоговые инверторы-повторители, осуществляющие нверсии входного сигнала при нулеом потенциале на входе управления. Сумматоры 9,10 и счетчик 20 выполнены в виде ренерсивных двоичных счетчиков. Блок 13 представляет собой блок деления кодов. Он может. быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных преобразователя код делимого — частота, управляемого кодом делителя частоты и нак аплиняищего сумматора. Выполнение регулятора 15 определяется алгоритмом управления, Например, если управляищий сигнал

Uâм «< K

К необходимо сделать переменным, данный источник заменяется задатчиком, например, величины v так что алгоритм управления принимает вид

U „,6 K,q + v sin().

Иннертируищий выход второго разряда счетчика 24 соединяется при этом с управляющим входом инвертора-повторителя, входящего в состав источника ?3.

Если сумма температурной и временной нестабильности датчика 1 и преобразователя 8 полностьи войдет н результат преобразования в известных системах управления, то в предложенном устройстве результат определяется как частное от деления двух чисел, каждое из которых пропорционально коэффициентам передачи датчика 1 и преобразователя 8, так что указанная составляющая погрешности исключена. Количественно увеличение точности преобразования может быть определено в каждом конкретном случае как сумма нестабильностей датчика 1 и преобразователя 8.

Формула изобретения

I, Система управления, содержащая датчик положения, первый выход которого соединен с входом первого усилителя, выход которого соединен с информационным входом первого инвертора-повторителя, преобразователь напряжение — частота, выход которого соединен информационным входом первого .накапливающего сумматора, первый регистр, арктангенсный преобразователь, последовательно соединенные.

1444707 регулятор, первый цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности и датчик момента, а также элемент задержки и счетчик периодов, о тли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения области применения и .повышения точности системы, введены второй усилитель, второй инверторповторитель, аналоговый сумматор, ис- 10 точник опорного напряжения, второй накапливающий сумматор, второй регистр, блок деления, последовательно соединенные реверсивный счетчик, синусный преобразователь и второй цифроаналоговый преобразователь, счетчик, управляемый источник опорного напряжения, элемент ИСК1ПОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ, два инвертора, высокочастотный генератор, генератор импульсов и формирователь парных импульсов, причем второй выход датчика положения соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с информационным входом второго инвертора-повторителя, выходы первого и второго инверторов-повторителей соединены соответственно с первым и вторым входами аналогового сумматора, третий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход аналогового сумматора соединен с входом преобразователя напряжение — частота, выход которого соединен с информационным входом второго накапливающего сумматора, выходы обоих накапливающих сумматоров соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых соединены с соответствующими выходными шинами системы управления и входами блока деления, выход которого соединен с входом арктангенсного преобразователя, вы- ход которого подключен к информационному входу регулятора, выход генератора импульсов соединен с информационным входом реверсивного. счетчика, выход переполнения которого соединен с входом элемента задержки и информационным входом счетчик,инверсный выход первого разряда которого соединен со знаковым входом реверсивного счетчика, а инверсный выход второго разряда, — с управляющим входом управляемого источника опорного напряжения, выход которого соединен с входом опорного напряжения второго циФроаналогового преобразователя, 20

55 выход которого сбединен с входом датчика положения, выход элемента задержки соединен с информационным входом счетчика периодов, выход второго разряда которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу второго инвертораповторителя и входу первого инвертора, выход которого соединен со знаковым входом первого накапливающего сумматора, установочный вход которого соединен с установочным входом второго накапливающего сумматора и вторым выходом формирователя парных импульсов, первый выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго регистров, причем выход третьего разряда счетчика периодов соединен с вторым входом элемента ИСКПОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ, знаковым входом второго накапливающего сумматора и входом второго инвертора, выход которого соединен с управляющим входом первого инвертора-повторителя и потенциальным входом формирователя парных импульсов, тактовый вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора, а установочные входы счетчика перисдов,,счетчика и реверсивного счетчика соединены с установочным входом системы управления.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ я я с:я тем, что формирователь парных импульсов выполнен в виде двух формирователей и двух инверторов, при этом вход первого формирова1 теля соединен с потенциальным входом формирователя парных импульсов, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами обоих формирователей, выход первого из которых соединен с входом второго формирователя и выходом первого инвертора, выход которого соединен с первым выходом формирователя парных импульсов, причем выход второго формирователя соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с вторым выходом формирователя парных импульсов.

3. Система по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что„ формирователь выполнен в виде двух D-триггеров и двух элементов И-НЕ,, при этом информационный вход первого D-триггера соединен с шиной логической единицы, вход формирователя соединен с такто7

144 вым входом первого D-триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-HF., выход которого соединен с выходом формирователя, установочным входом первого D-триггера и первым входом первого элемента

И-НЕ, выход которого соединен с уста4707

8 новочным входом второго D-триггера, тактовый вход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и тактовым входом формирователя, а инверсный выход первого D-триггера соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ.

1444707

Составитель П.Кудрявцев

Техред Л.Олийнык

Корректор И.Муска

Редактор Н. Горват

Заказ 6505/45 Тираж 866 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