Цифровая система программного управления

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться в цифровых системах автоматического управления позиционированием перемещающихся объектов .Цель изобретения - повышение быстродействия системы за счет формироваНИН уплотненной параболической гистограммы торможения.Поставленная цель достигается тем, что в известную систему , содержащую блок .задания программы , сумматор, элемент ИЛИ, блок выделения старшего разряда, блок определения четности старшего разряда , группу элементов ИЛИ, преобра-. зователь двоичный код-напряжение, усилитель, блок управления и датчик обратной связи, введена группа элементов И. Введение новых элементов и соответствующих связей позволяет формировать нелинейно изменяющуюся (по зависимости, близкой к параболической ) по амплитуде гистограмму выходных сигналов преобразователя двоичный код-напряжение, соответствующих весам последовательно выделяемых двух старших и старших разрядов кода разности &S заданного и текущего по-.- ложений объекта, т.е. остатка пути обработки, что увеличивает скорость процесса позиционирования, так как торможение производится с ускорением, среднее значение которого приближается к максимальному. 2 ил., 1 табл. € сл фь ф о 0

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU,» 1460713 А1 (Ю 4 С 05 В 19/IS

Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l (21) 4244824/24-24 (22) 14.05.87 (46) 23.02,89. Бюл. Р 7 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и производства (72) А.И. Павлов (53) 621,503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 351200, кл. G 05 В 19/18, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Р 44?684, кл. G 05 В 11/26, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 624210, кл. G 05 8 19/18, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 888074, кл. G 05 В 19/18, G 05 В 19/407, 1981. (54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться в цифровых системах автоматического управления .позиционированием перемещающихся объектов . Цель изобретения — повьппение быстродействия системы за счет формирова1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в цифровых системах автоматического управления позиционированием перемещающихся объектов.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы за счет формирования уплотненной параболической гистограммы торможения. ния уплотненной параболической гистограммы торможения. Поставленная цель достигается тем, что в известную систему, содержащую блок задания программы, сумматор, элемент ИЛИ, блок выделения старшего разряда, блок определения четности старшего разряда, группу элементов ИЛИ, преобразователь двоичный код-напряжение, усилитель, блок управления и датчик обратной связи, введена группа элементов И. Введение новых элементов и соответствующих связей позволяет формировать нелинейно изменяющуюся (по зависимости, близкой к параболической) по амплитуде гистограмму выходных сигналов преобразователя двоичный код-напряжение, соответствующих весам последовательно выделяемых двух старших и старших разрядов кода С разности ДЯ заданного и текущего по-. ложений объекта, т ° е. остатка пути обработки, что увеличивает скорость процесса позиционирования, так как торможение производится с ускорением, 4 среднее значение которого приближается к максимальному. 2 ил., 1 табл. (2

Сущность изобретения состоит в новой дисциплине функционирования системы, позволяющей повысить коэф- фициент заполнения параболической диаграммы выходных сигналов преобразователя код-напряжение в функции кода разности заданного и текущего положений объекта, что ведет к сокращению времени торможения объекта.

3 146071

На фиг. 1 представлена функцио--: нальная схема цифровой системы программного управления; на фиг. 2— ( зависимость амплитуды аналогового

5 сигнала на выходе преобразователя двоичный код-напряжение от кода разности заданного и текущего положений объекта.

Система содержит блок l задания 1{) программы, сумматор.2, элемент ИЛИ

3, блок 4 выделения старшего разряда, группу элементов И 5 ° 1-5.2n-l, блок 6 определения четности старшего разряда, группу элементов ИЛИ 7.1- 15

7n+I, преобразователь 8 двоичный коднапряжение, усилитель 9, блок 10 управления и датчик 11 обратной связи.

Система работает следующим обра- 2р зом.

Блок 1 задания программы выдает в сумматор 2 код заданного положения объекта. Сумматор 2 формирует двоичный код разности заданного и текуще- 75 го положений объекта, и 2п-1 младших разрядов двоичного кода разности поступают непосредственно в блок 4 выделения старшего разряда, а 2п-й и (2n+1) — (2n+p)-й старшие разряды щ поступают на соответствующие входы элемента ИЛИ 3, цифровой сигнал с выхода которого поступает на соответствующий 2п-й вход блока 4.

Блок 4 выделения старшего разряда

35 разрешает прохождение лишь старшего разряда поступающего на его входы кода. Код выделенного четного старшего разряда с выходов блока 4 выделения старшего разряда поступает на входы блока 6 определения четности старшего разряда, который управляет коэффициентом преобразования преобразователя 8 двоичный код-напряжение, выдавая на его управляющий вход цифровой сигнал, вызывающий уменьшение коэффициента преобразования преобразователя 8 двоичный коднапряжение в 2 раз в том случае, когда номер выделенного старшего разряда двоичного кода четный, и увеличивающий коэффициент преобразования преобразователя 8 двоичный код-напряжение обратно до исходного значения, когда номер выделенного старшего разряда двоичного кода нечетный.

Изменение коэффициента преобразования преобразователя 8 двоичный коднапряжение может быть выполнено различными способами, например с помощью управляемого электронного ключа, переключающего резисторы в цепи обратной связи суммирующего усилителя в преобразователе 8 двоичный код-напряжение.

Нечетные разряды выходного двоичного кода блока 4 выделения старшего разряда передаются параллельно в порядке возрастания на второй — (n+1)-й разрядные входы преобразователя 8 двоичный код-напряжение через второй - (n+1)-й элементы ИЛИ 7 группы.

Поэтому при поочередном выделении блоком 4 выделения старшего разряда нечетных разрядов двоичного кода разности на выходе преобразователя 8. двоичный код-напряжение появляются аналоговые сигналы, представляющие в определенном масштабе, соответству ющем большему из двух возможных значений коэффициентов преобразования преобразователя 8 двоичный код-напряжение, корни квадратные из весов, поочередно выделяемых блоком 4 выделения старшего разряда нечетных разрядов двоичного кода разности.

Четные разряды выходного кода блока 4 выделения старшего разряда передаются параллельно в порядке возрастания на третий — (п+l)-й разрядные входы преобразователя 8 двоичный код-напряжения через третий — (и+1)-й элементы ИЛИ 7 группы.

Вес каждого четного разряда двоичного кода в 2 раза меньше веса, соответствующего ему большего нечетного разряда, корень квадратный из веса каждого четного разряда двоичного кода в 2 раз меньше корня квадратного иэ веса соответствующего ему большего нечетного разряда. Так как каждый четный разряд выходного двоичного кода блока 4 выделения старшего разряда передается через.элементы ИЛИ 7 группы на тот же разрядный вход преобразователя 8 двоичный код-напряжение, что и соответствующий ему больший нечетный разряд, и при выделении старшего четного разряда коэффициент преобразователя 8 двоичный код-напряжение уменьшается в Б раз по сигналу от блока 6 определения четности старшего разряда, то при последовательном выделении блоком 4 четных разрядов на выходе преобразователя

8 двоичный код-напряжение так же, 1460713

45

Аналоговый сигнал с выхода преобразователя 8 двоичный код-напряжение через усилитель 9 поступает на блок 10 управления, перемещающий объект и датчик 11 обратной связи. 50

Код текущего положения объекта с выхода датчика 11 обратной связи поступает на первый (вычитающий) вход сумматора 1, который формирует новый код разности. Если этот код становится равным нулю, напряжение на вход усилителя 9 не подается и перемещение объекта заканчивается в данной точке. как и в случае с выделением нечетных разрядов, появляются аналоговые сигналы, представляющие собой корни квадратные из весов выделяемых четных разрядов, причем в том же масштабе, что и для случая выделения всех нечетных разрядов.

Аналогично нечетные разряды сумматора 2, на единицу меньшие старших, 10 выявляемые нечетными, т.е. первым и третьим — (2п-1)-м элементами И 5. группы передаются параллельно в по1 рядке возрастания на первый — п-й разрядные входы преобразователя 8 15 двоичный код-напряжение через первый — и-й элементы ИЛИ 7 группы.

Четные разряды сумматора 2, на единицу меньшие старших, выявляемые четными, т. е. вторым — (2n-2) -м элементами И 5 группы, передаются параллельно в порядке возрастания на первый — (и-1)-й разрядные входы преобразователя 8 двоичный код-напряжение через первый — (n-1)-й элементы 25

ИЛИ 7 группы.

При выделении блоком 4 выделения старшего разряда как нечетных, так и четных разрядов двоичного кода разности и при выявлении элементами И 5 30 группы разрядов сумматора 2, на единицу меньших старших разрядов, на выl ходе преобразователя 8 двоичный коднапряжение формируется информация в соответствии с таблицей, 35

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

Для оптимального по быстродействию процесса позиционирования характерно торможение с постоянным максимально допустимым по, величине ускорением, Связь скорости V и перемещения S при движении с ускорением определяется зависимостью V a2S.

Чтобы обеспечить такой закон движения, задание на скорость, т.е. выходное напряжение преобразователя 8 двоичный код-напряжение, должно быть связано с рассогласованием по пере-- . мещению параболической зависимостью.

В предлагаемой системе обеспечивается формирование параболически (с точностью + l ) изменяющейся по амплитуде гистограммы напряжений А (фиг. 2), соответствующих весам последовательно выделяемых двух стар" ших и старших разрядов кода разности

dS заданного и текущего положений объекта, что приближает быстродействие процесса позиционирования к оптимальному значению.

Формула изобретения

Цифровая система программного управления, содержащая группу элементов ИЛИ, блок вьделения старшего разряда, блок определения четности старшего разряда и последовательно соединенные преобразователь двоичный код-напряжение, усилитель, блок управления, датчик обратной связи и сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока задания программы, а 2п. (2п+р) выходы старших разрядов сумматора подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с 2п-входом блока вьделения старшего разряда, первый — (2п-1)-й входы которого соединены соответственно с первым — (2n-1)-м выходами младших разрядов сумматора, управляющий вход преобразователя двоичный код-напряжение соединен с выходом блока определения четности старшего разряда, входы которого соединены с соответствующими четными выходами блока вьделення старшего разряда, третьи входы второго (п-1)-го элементов ИЛИ группы соединены с соответствующими нечетными первым— (2n-5)-м выходами блока вьделения старшего разряда, четвертые входы третьего — (n-1)-го элементов ИЛИ группы соединены с соответствующими

1460713

Содериимое сумматора 2 в дискретах

2 3 4 6 8 l2 l6 24 32 48 64 96 128

Степенное число с основанием 2 ° ему соответствуюиее ге

2<+ гэ 25 242

2 2 З 3

2++2 5 25 25+г г 2 +г .,э 25+ т

4 4.

6 6 7 7 8

Номер выхода блока 4 l

Номер выхода элементов И 5

Номер раэрядното входа преобраэователя 8 2

4 4,2 5 5,3 5 5,3 6

4 4,2

З,l з з, з

Степенное число с основанием 2, ему соответствующее 2

1 гт+гэ

2+2 2

25+г 25

25+2

25+2 э

Выходное эначение преобраэователя 8 в.определенном масштабе г ъ а+2 т 25 г 25+2

2 2 +2 2

12 г 2 +2

42 52

2 +2 Р г +г г

12 12 четными вторым - (2n-6)-м выходами блока выделения старшего разряда, первый и второй входы (и+1)-го элемента ИЛИ группы соединены соответS ственно с (2n-1)-м и (2n-2)-м выходами блока выделения старшеГо разряда, второй и третий входы n-ro элемента ИЛИ группы соединены соответственно с (2n-3)-м и (2n-4)-м выхода- 1О ми блока выделения старшего разряда, выходы первого - (n+1)-ro элементов

ИЛИ группы соединены соответственно с первым - (n+1)-M входами преобразователя двоичный код-напря- 15 жение, (n+2)-й вход которого соединен с 2п«м выходом блока выделения старшего разряда, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введена группа элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым - (2п-1)-м выходами сумматора, а вторые входы соединены соответственно с вторым — 2n-м выходами блока выделения старшего разря," да, первые входы первого - n-ro эле" ментов ИЛИ группы соединены с выхоI дами соответствующих нечетных первого - (2n-1)=r6 элементов И группы, вторые входы первого - (n-1)-ro элементов ИПИ группы соединены с выходами соответствующих четных второго — (2n-2)-ro элементов И группы.

1460713

Фиа 1

tt

d

7 .Ф

Ю

3

f

Составитель О.Фомичев

Редактор В. Петраш . Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 540/55 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101