Следящая система

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах дистанционного автоматического управления, роботах-манипуляторах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей следящей системы за счет обеспечения соответствия согласованного состояния угловым положениям задающей и исполнительной осей после подачи и снятия питания. Следящая система содержит первый делитель 1 частоты, первый мультиплексор 2, первый блок 3 питания, фазовращатель 4 обратной связи, первый формирователь 5 импульсов, второй делитель 6 частоты, второй мультиплексор 7, селектор 8 импульсов рассогласования, первый элемент И 9, генератор 10 линейно изменяющегося напряжения, пиковый детектор 11, усилитель 12 мощности, триггер 13 знака, коммутатор 14, задающий генератор 15, пульт 16 оператора, блок 17 управления, блок 18 датчиков, объект 19 управления, исполнительный механизм 20, второй формирователь 21, элемент И-НЕ 22, второй элемент И 23, третий делитель 24 частоты, третий мультиплексор 25, второй блок 26 питания, задающий фазовращатель 27, третий формирователь 28, четвертый делитель частоты 29, четвертый мультиплексор 30, первый триггер 31, второй триггер 32. Цель изобретения достигается за счет введения элементов И 9, 23, элемента И-НЕ 22, формирователя 28, триггеров 31, 32. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g G 05 B 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4406599/24-24 (22) 08.04.88 (46) 15.06.90. Бюл. 22 (72) И.И. Ефимов, А.И. Каленик, С.Д. Поповиченко и В.В. Роэводовский (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 999016, кл. G 05 В 11/26, 1983 ° (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах дистанционного автоматического управления, роботах-манипуляторах. Цель изобретения - расширение функциональных воэ„„SU,„, 1571547 А 1

2 можностей следящей системы эа счет обеспечения соответствия согласованного состояния угловым положениям задающей и исполнительной осей после подачи и снятия питания. Следящая система содержит первый делитель 1 частоты, первый мультиплексор 2, первый блок 3 питания, фазовращатель 4 обратной связи, первый формирователь 5 импульсов, второй делитель 6 частоты, второй мультиплексор 7, селектор 8 импульсов рассогласования, первый элемент И 9, генератор 10 линейно изменяющегося напряжения, пиковый детектор 11, усилитель 12 мощности, триг3 1571547 4 гер 13 знака, коммутатор 14, задаю" тания, задающий фазовращатель 27, щий генератор 15, пульт 16 оператора, третий формирователь 28, четвертый блок 17 управления, блок 18 датчиков, делитель 29 частоты, четвертый мульобъект 19 управления, исполнительный типлексор 30, первый триггер 31, втомеханизм 20, второй формирователь 21, рой триггер 32. Цель изобретения доэлемент И-НЕ 22, второй элемент И 23, стигается за счет введения элементов третий делитель 24 частоты, третий " 9, 23, элемента И-НЕ 22, формировамультиплексор 25, второй блок 26 пи- теля 28, триггеров 31, 32. 2 ил. ( ( ( (Изобретение относится к системам автоматического управления и может

15 быть использовано в системах дистанционного автоматического управления, оботах-манипуляторах.

Цель изобретения - расширение

1 A) функциональных воэможностеи следящеи системы путем обеспечения соответствия согласованного состояния угловым положениям задающей и исполнительной осей после подачи и снятия питания.

На фиг. 1 приведена структурная схема следящей системы; на фиг. 2

Временные диаграммы, поясняющие работу следящей системы.

Следящая система (фиг. 1) содержит 30 первый делитель 1 частоты, первый мультиплексор 2, первый блок 3 питания, фазовращатель 4 обратной связи, первый формирователь 5 импульсов, второй делитель 6 частоты, второй мультиплексор 7, селектор 8 импульсов З5 ,рассогласования, первый элемент И 9„ генератор 10 линейно изменяющегося напряжения, пиковый детектор 11, усилитель 12 мощности, триггер 13 знака, коммутатор 14, задающий генератор 15, 40 пульт 16 оператора, блок 17 управления, блок 18 датчиков, объект 19 управления, исполнительный механизм 20, второй формирователь 21, элемент

И-НЕ 22, второй элемент И 23, третий делитель 24 частоты, третий мультиплексор 25, второй флок 26 питания, задающий фазовращатель 27, третий формирователь 28, четвертый делитель

29 частоты, четвертый мультиплексор 30, 50 первый триггер 31, второй триггер 32.

Следящая система работает следующим образом.

После подачи питающего напряжения на следящую систему (при предваритель-55 ном заданном режиме "Останов" ) на шестом выходе блока 17 управления устанавливается уровень логического "0" импульс рассогласования не проходит на вход генератора 10 линейно изменяюще ося напряжения и объект управления остается в предыдущем состоянии.

По сигналу "Сброс", подаваемому с пульта 16 оператора, на пятом выходе блока 17 управления формируется короткий импульс отрицательной полярности, которым первый 31 и второй 32 триггеры устанавливаются соответственно в нулевое и единичное состояния.

При этом тактовые импульсы через второй элемент И 23 поступают на вход третьего делителя 24 частоты.

На выходах первого 3 и второго 26 блоков питания формируются, например, трехфазные системы напряжений для запитки статорных обмоток фаэовращателей.

Частота напряжений питания фаэовращателей определяется кодами управления, поступающими соответственно с первого и третьего выходов блока 17 управления на управляющие входы первого 2 и третьего 25 мультиплексоров.

Выходные сигналы фазовращателей

4 и 27 с помощью первого 5 и третьего

28 соответственно формирователей преобразовываются в прямоугольную последовательность импульсов, поступающих через второй 6, четвертый 29 делители частоты и второй 7, четвертый 30 мультиплексоры на входы селектора 8 импульсов рассогласования и первого триггера 13.

Необходимым условием функционирования следящей системы является выполнение условия

"1" пэп 5 где п1, и, п, п — коэффициенты деления частоты задающего генератора первым 1, вторым 6, третьим 24

1547

157 и четвертым 29 делителями частоты соответственно, Выбор коэффициента деления осуществляется с помощью кодов, поступающих на управляющие входы первого 2, второго 7, третьего 25 и четвертого 30 мультиплексоров соответственно с первого, шестого, третьего. и четвертого выходов блока 17 управления, в зависимости от состояния объекта 19 управления, контролируемого блоком 18 датчиков, сигналы которого поступают на второй вход блока 17 управления, или по желанию оператора, задающего коды управления мультиплексорами с пульta

16 оператора.

Таким образом, на выходах второго

7 и-четвертого 30 мультиплексоров формируются две прямоугольные импульсные последовательности типа "меандр" одинаковой частоты, сдвинутые по фазе одна относительно другой. Фазовый сдвиг определяется углом рассогласования оси отработки и оси задатчика.

Селектор 8 импульсов рассогласования формирует импульсы, длительность которых определяется фазовым сдвигом входных сигналов.

В режиме "Работа" импульсы рассогласования поступают на вход генератора 10 линейно изменяющегося напряжения, который формирует пилообразное напряжение с амплитудой, пропорциональной длительности импульсов рассогласования. Пилообразное напряжение с помощью пикового детектора 11 преобразуется в постоянное, которое через усилитель 12 мощности и коммутатор 14 подается на исполнительный механизм 20.

5 !

О

6

По сигналу "Сброс" первый 31 и второй 32 триггеры устанавливаются соответственно в нулевое и единичное состояния. По фронтам импульсов, поступающих с выхода второго мультиплексора 7 на тактовый вход второго триггера 32 подтверждается по П-входу единичное состояние, соответственно нулевое состояние триггера 31, следовательно, в этом состоянии триггеры могут находиться сколь угодно долго.

В режиме "Останов" импульсы рассогласования не проходят на выход первого элемента И 9, управляющее напряжение, поступающее на исполнительный механизм, равно нулю, объект управления сохраняет свое предыдущее состояние.

По сигналу "Установка" с седьмого выхода блока 17 управления короткий импульс отрицательной полярности (фиг. 2, диаграмма 3) поступает на вход установки в единичное состояние триггера 31, который устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульса с выхода трет.ьего формирователя 28 через элемент И-НЕ

22 (фиг. 2, диаграмма 4), Короткий импульс положительной полярности, сформированный третьим формирователем 28 по фронту импульса, поступающего на его вход с выхода четвертого мультиплексора 30 (фиг. 2, диаграмма 5), инвертируется элементом И-НЕ

22 и поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 32 (фиг. 2, диаграмма 6), который устанавливается в нулевое состояние и запрещает прохождение тактовых импульсов через второй элемент И 23 на вход третьего делителя 24 частоты (фиг. 2, диаграмма 7, 8) .

Коммутатор 14 управляется первым триггером 13, который устанавливается, например, в состояние логической

"1", если фаза сигнала на выходе второго мультиплексора 7 опережает фазу сигнала на выходе четвертого мультиплексора 30, и состояние логического "О", если отстает от нее.

Коммутатор 14 устанавливает .полярность напряжения на выходе таким образом, чтобы исполнительный механизм .

20 вращался в направлении, соответствующем уменьшению угла рассогласования, при этом уменьшается длитель- 1 ность импульса рассогласования.

Фронтом первого же импульса, поступающего с выхода второго мультиплексора 7 на тактовый вход триггера

32, последний устанавливается в единичное, а триггер 31 - в нулевое состояние, т,е. триггеры устанавливаются в исходное состояние.

При этом до подачи следующего сигнала "Установка" триггера 31 запрещает прохождение импульсов с выхода третьего формирователя 28 через элемент И-НЕ 22 на вход установки в нулевое состояние триггера 32. Уровень логической "1" с выхода триггера 32 разрешает прохождение тактовых импуль7 1571547 сов через второй элемент И 23 на тре тий делитель 24 частоты.

Таким образом, по сигналу "Установка" производится совмещение импуль5 сных последовательностеи с выходов второго 7 и четвертого 30 мультиплексоров (фиг. 2, диаграммы 1, 2), при

Этом импульсы рассогласования равны улю. Согласованное состояние достиается без механического перемещения, си.отработки и оси задатчика.

В известной следящей системе в мо- ° ент подачи напряжения питания вследствие произвольной начальной установ- 15 ки триггеров в составе первого - чет вертого делителей частоты и первого,, второго источников питания Фазовращателей, а также углового рассогласования задающей оси и оси отработки на 2О выходе селектора импульсов рассогла,сования формируется импульс-, длитель,ность которого не соответствует углу рассогласования задающей оси и оси отработки за счет составляющей, вы- 25 званной произвольной установкой триггеров в составе делителей. Исполнительный механизм отрабатывает угол, соответствующий длительности импуль,са рассогласования, причем отработан- 30 ный угол отличен от имеющегося угла рассогласования между задающей осью и осью отработки. Таким образом, согласование происходит в произвольном угловом положении оси отработки, независимо от углового положения за,дающей оси.

В дальнейшем ось отработки отслеживает перемещение задающей оси, причем длительность импульса рассогла- 4п сования соответствует углу рассогласования между задающей осью и осью отработки. Однако перемещение задающей оси отрабатывается без взаимной привязки угловых координат задающей 45 оси и оси отработки.

Таким образом, в известной следящей системе после нодачи напряжения питания исполнительный механизм отрабатывает произвольный. угол, после чего устанавливается согласованное состояние.

Данное техническое решение позволяет установить согласованное состояние следящей системы без перемещения оси отработки (изменения состояния объекта управления) после подачи напряжения питания или в любой произвольный момент времени.

Согласованное состояние устанав ливается в течение одного периода следования импульсов, действую и на входах селектора импульсов рассогласования, путем остановки в îïðåделенный момент времени вращающегося магнитного поля фазовращателя-задатчика (по фронту импульса на выходе четвертого мультиплексора запрещается поступление тактовых импульсов на третий делитель частоты) и запуска с этого положения вращающегося магнитного поля также в определенный момент времени (по фронту следующего импульса на выходе второго мультиплексора разрешается прохождение тактовых импульсов на вход третьего делителя частоты).

Данное техническое решение позволяет, например, реализовать в следящих системах режим периодической коррекции состояния объекта управления, т.е. коррекции положения оси отработки через длительные промежутки времени с отключением напряжения питания следящей системы, Формула изобретения

Следящая система, содержащая последовательно соединенные задающий генератор, первый делитель частоты, первый мультиплексор, первый блок питания, фазовращатель обратной связи, первый формирователь, второй делитель частоты, второй мультиплексор, селектор импульсов рассогласования, последовательно соединенные третий делитель частоты,.третий мультиплексор, второй блок питания, второй формирователь, четвертый делитель частоты, четвертый мультиплексор, последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения, пиковый детектор, усилитель мощности, коммутатор, исполнительный механизм, объект управления, блок датчиков, триггер знака, подключенный первым входом к выходу второго мультиплексора, вторым входом - к второму входу селектора импульсов рассогласования и выходу четвертого мультиплексора, а выходом - к управляющему входу коммутатора, последовательно соединенные пульт оператора и блок управления, подключенный вторым входом к выходу блока датчиков, а выходами с первого по четвертый - к управляющим входам мультиплексоров- соответственно с пер)>71547

: вого по четвертый, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей следящей системы за счет обеспечения соответствия согласованного состояния

5 угловым положениям задающей и исполнительной осей после подачи и снятия питания, введены два элемента И, элемент И-НЕ, два триггера и третий фор- о мирователь, выход селектора импульсов рассогласования через первый элемент

И соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход задающего генератора через второй 15 элемент И подключен к входу третьего делителя частоты, пятый выход блока управления соединен с входом установки в нулевое состояние первого триггера и входом установки в единичное 20 соСтояние второго триггера, шестой

+ID/Х. выход блока управления подключен к второму входу первого элемента И, седьмой выход блока управления соединен с входом установки в единичное состояние первого триггера, подключенного тактовым входом к второму входу второго элемента И и прямому выходу второго триггера, тактовый вход которого соединен с первым входом триггера знака, выход четвертого мультиплексора через третий формирователь подключен к первому входу элемента

И-НЕ, соединенного вторым входом с прямым выходом первого триггера, а ийверсным.выходом - с входом установки в нулевое состояние второго триггера, информационные входы первого и второго триггеров подключены соответственно к шинам низкого и высокого логических уровней.