Цифровая следящая система

 

ОПИСА

ii ii646304

Союз Советских

Соцналистимеских о еспублик (61) Дополнительное к авт. свил-вуЯ (22) Заявлено14.06.76 (21) 2372660/18-24 (51) М. Кл.

Cj 05 В 11/14 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетГооудоротоеокый комктет

СССР оо делам изобротоной и открытий (53) у ДК 62 50 (088. 8) Опубликовано 05. 02. 79.Бюллетень №

Дата опубликования описания 08,02,79

° (72) Авторы изобретения

В. Б. Давь1дюк, P. Г. Гросман, В. П. Козлов и В. А. Табуйка (71) 3aasvtesb Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (54) ЦИФРОВАЙ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области систем автоматического управления, а именно, к позиционным следяшим системам

I цифрового типа, применяемым, например, в станках с программным управлением, устройствах развертки знаков фотонаборных машин, комплексных системах авиационной автоматики, Широко известны позиционные следяшие системы с цифровым заданием сиг нала на входе и цифровым- преобразова нием сигнала в цепи обратной связи, с применением устройств функционального .преобразования напряжения во временной кодированный интервал (1) и (2).

Недостатками указанных систем являются сравнительно низкое быстродействие, а также динамические ошибки, возникаюшие в результате цифрового преобразования скорости ведомого вала.

Наиболее близкой к описываемому изобретению является система автоматического управления приводом с оптималь« ным режимом движения исполнительного механизма и плавного изменения начала торможения при изменении коэффициента статизма, содержашее блоки текущей и заданной информации, попарно подключенные ко входам TeTpall сравнения, блок управления приводом, последовательно соединенные контрольный блок и узел регулировки и блокировки, и выходы объединенных групп старших и младших тетрад сравнения, подключенных к соответствующим входам контрольного блока, а выход узла блокировки подсоединен к .блоку управления приводом (3j.

Недостатком этой системы является

15 то, что момент начала торможения фиксирован относительно рассогласования и определяется числом, соответствуюшйм коду младших тетрад плюс значение самого младшего разряда. Это приводит к отклонению or оптимального по быстродействию управления при вариации в широких пределах заданной инфор» манин и не обеспечивает мшшмальное

646304 ааачение времени регулирования и моноФбиность переходного процесса.

Белью изобретения является повышение быстродействия цифровой позиционной следяшей системы с фотоалектрическим преобразователем накапливающего типа в пепи обратной связи путем фор» мирования релейного закона управления с автоматическим определением момента переключения исполнительного двигателя с режима разгона на режим торможения противовключением.

Поставленная цель достигается тем, что система содержит алемент И, делитель напряжения, два блока коммутации, преобразователь напряжение - время, причем выход преобразователя «од-напряжение через элемент И соединен с делителем напряжения, выходы которого через первый блок коммутации соединены с преобразователем напряжениевремя, связанным co вторым блоком коммутации, причем. первый блок коммутации связан с блоком управления.

На чертеже представлена блок-схема системы, содержашая блок управления

1, реверсивный счетчик 2, блок анализа знака кода 3, блок записи кода в

ПКН 4, преобразователь код-напряжение (ПКН)5, схему И 6, блок функцио нального деления напряжения 7, первый блок коммутации 8, преобразователь напряжение-время 9, второй блок коммутаций 10, двухканальный релейный усилитель 11, алектродвнгатель 12, редуктор 13, фотоалектрический датчик

14, блок формирования импульсов направнения врашения 15.

Система работает следуюшим образом, Из внешнего командного устройства поступают сигналы установки нуля

Уст.О", кода угла и старт импульс.

По сигналу "Уст.0" реверсивный счетчйк 2, ПКН 5, а также триггеры Т1, Т2 и ТЗ первого блока коммутации 8 устанавливаются и исходное (нулевое) положение, после чего в реверсивныйсчетчик 2 записывается код угла с признаком знака. По сигналу старт-импульс открываются на период длительности атого импульса алементы И блока записи хода 4, и код из-реверсивного — счетчика 2 через блок анализа знака 3 записывается в ПКН. На выходе ПКН 5 образуется напряжение, величина которого пропорциональна коду угла. Это . напряжение поступает через схему И на вход блока функционального делите5

1О

15 ля напряжения 7. Причем схема И пропускает напряжение в течение одного полного цикла запуска и торможения двигателя. Это обеспечивается триггером Тl, который открывает схему И по сигналу старт-импульс через некоторое время (необходимое для преобра» зовання хода в напряжение в схеме ПКН).

На выходе блока 7 образуются напряжения двух значений одно пропорционально длительности разгона двигателя, второе длительности торможения противовключением. Сначала с помошью блока 9 преобразуется напряжение, пропорциональное длительности разгона двигателя, затем напряжение пропорциональное длительности торможения. Такая последовательность преобразования осушествляется первым блоком коммутапии

8 следуюшим образом. Триггер Т2 по сигналу старт-импульс открывает верхние схемы И в первом блоке коммутации 8, н напряжение, пропорциональное длительности разгона, поступает на

25 блок 9, который формирует прямоугольный импульс, пропорциональный длительности разгона двигателя. По заднему фронту этого импульса с помошью формируюшего элемента F< образуется сигнал, который переводит триггер Т2 в нулевое положение, а триггер ТЗ в единичное положение. Этим самым верхние алементы И закрываются, а нижние открываются, и напряжение, пропорциональное длительности торможения, поступает на блок 9. По заднему фронту импульса торможения . с помошью формирователя сигнала F триггеры Т1 и ТЗ устанавливаются в исходное (нулевое) положе ние. При этом схема И на входе блоха

7 разрывает цепь связи преобразователя код-напряжение 5 и блока 7. -:

Сформированные на выходе преобра зователя напряжение - время прямоуголь-. ные импульсы для разгона и торможения двигателя поступают через второй блок

"- -коммутации 10 в зависимости от знака угла на соответствуюший канал двухканального релейного усилителя 11, Коммутация каналов усилителя 1 1 осушеси вляется вторым блоком коммутации 10„

Если знак угла — "плюс, то открываются две верхние схемы И блока 10, если "минус» - две нижние схемы И.

55 допустим знак угла "плюс . Тогда импульс разгона двигателя через верхнюю схему И блока 10 поступает на верхний канал релейного усилителя РУ1, а им646304 пульс торможения через вторую верхнюю схему И блока 10 на релейный усили тель РУ2. Выходное напряжение РУ1 обеспечивает вращение двигателя в прямом направлении, а напряжение усилителя РУ2 — в обратном направлении.

Если знак угла минус, то открываются две нижние схемы И блока 10, и импульс разгона двигателя поступает на

РУ2, а импульс торможения на РУ1.

При наличии на выходе усилителя 11 напряжения, двигатель 12 поворачивает вал нагрузки н вал фотоалектрнческого . датчика 14 на определенный угол, соответствующий времени действия этого напряжения. На выходе блока 15 образуются импульсы, число которых пропорционально величине угла поворота вала, которые, поступая на реверсивный счетчик, вычитаются из числа, записанного вначале преобразования кода. В результате полного цикла преобразования на выходе реверсивного счетчика, а сле- довательно, и блока анализа знака 5 будет число нуль", В атом случае схема И в блоке 1 будет закрыта и сигнал, сформированный Р в цервом блоке коммутации 8 об окончании цикла работы, не пройдет на алемент блока 1, формирующий импульс повторного запуска всей . схемы. В. противном случае при любом другом числе, записанном в реверсивном счетчике, отличном от нуля, сигнал с

1, пройдет через схему И блока 1 и цикл работы всей схемы повторится..

Система обладает высоким быстродействием за счет формирования оптимального по времени переходного процесса закона управления. Обработка системой заданного угла происходит за

:один цикл, что достигается путем оптимального выбора соотношений длительностей импульсов разгона и торможения.

Система имеет высокое быстродействие и достаточно простую и надежную схему.

Ю

Формула изобретения цифровая следяшая система, содержащая последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок анализа знака .кода, преобразователь код-напряЖение, блок управления, выходы которого связаны с реверсивным счетчиком, последовательно соединенные двухканальный релейный усилитель, двигатель и редук- тор, на валу которого установлен фотоалектрический датчик, соединенный с блоком формирования импульсов, связанным со входом .реверсивного счетчика, отличающаяся тем, что,с целью повышения быстродействия системы, она содержит элемент И, делитель напряжения, два блока коммутации, преобразователь напряжение «время, причем

25 ход преобрзоМтеля код-напр жение через элемент И соединен с делителем . напряжения, выходы которого через первый блок коммутации соединены с преобразователем напряжение-время, связанным со вторым блоком коммутации, а . первый блок коммутации связан с блоком управления.

Источники информации> принятые во внимание при акспертизе

1. Преснухин Л. Н. Фотоапектрические преобразователи информации. М., "Машиностроение», 1 974.

2. Гельман Н. Н. Преобразователи . напряжения в кодированный временной интервал, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

% 205915,:кл. С 05 В 7/00, 21.11.66, 646 304

Составитель Г. Нефедова Техред М. Борисова корректор Д, Небола

Редактор C. Равва

Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 110/37 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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