Устройство для программного управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< .746427 П 7- (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 090 178 (21) 2 56 86 82/18-2 4 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070780 Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 070780 (51) M. Ka.

G 05 В 19/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621-50З..55(088.8) (72) Авторы изобретения

В.А, Крищюкайтис, В.В. Гичан и Г.И. Розман

Вильнюсский филиал экспериментального научноисследовательского института металлорежущих станков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике, может быть использовано,в систе. мах для управления механизмом подачи металлорежущего станка.

Известно устройство для позиционного программного управления, содержащее регистр заданной координаты, блок сравнения координат, задатчик импульсов, счетчик текущей координаты, блок управления приводом, умножитель импульсов, реверсивный счетчик и коммутатор fU .

Недостатком этого устройства является сложность в управлении скоростью позиционирования и необходимость в шаговом двигателе.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для программного управления, содержащее фазорасщепитель, последовательно соединенные гене- . ратор импульсов и первый счетчик, другой вход которого подключон к выходам первого регистра через блок сравнения, подсоединенный выходом через фазовый цетектор к модулятору, последовательно соединенные фазовращатель и формирователь импульсов, выход которого подключен к другому входу фазового детектора, и после30 довательно соединенные усилитель и двигатель (2) .

Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены делитель частоты, фильтры низких частот,последовательно соединенные второй счетчик, первый дешифратор, триггер, второй регистр, первый эле-. мент И и элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй дешифратор, третий регистр и инвертор, а также второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом треть/ его регистра, второй вход — с выходом модулятора, а выход через элемент ИЛИ - со входом усилителя, выходы второго счетчика соединены с другими входами блока сравнения, а вход — с выходом генератора импульсов, подключенного через последовательно соединенные делитель частоты, фаэорасщенитель и фильтры низких частот - к фазовращателю, выход формирователя импульсов соединен с другими входами второго

746427 и третьего регистров, а выход блока сравнения - c другим входом триггера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для программного управления.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, фаэорасщепитель 3, фильтры 4-6 низких частот, фазовращатель 7, формирователь 8 импулъсов, второй счетчик 9, блок 10 сравнения, первый регистр 11, второй счетчик 12, второй дешифратор 13, третий регистр 14, первый дешифратор

15, триггер 16, фазовый детектор 17, модулятор 18, второй элемент И 19, инвертор 20,второй регистр 21, первый элемент И 22,элемент ИЛИ 23, усилитель 24 и двигатель 25.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотные колебания генератора 1 импульсов поступают на счетный вход счетчика 9 и делитель

2 частоты. Фазорасщепитель 3 формирует из прямоугольных колебаний на выходе делителя 2 частоты, прямоугольные импульсы, сдвинутые между собой по фазе на 120

Фильтры 4-6 выделяют из последовательностей прямоугольных импульсов напряжения основной гармоники, которые используются для питания статорных обмоток фазовращателя 7.

Напряжение с ротора фазовращателя 7 поступает в формирователь 8 импульсов, где напряжейие синусоиды ограничивается, дифференцируется и формируется,в результате чего получается фазовый импульс. Ротор фазовращателя 7 выставляется так,чтобы в нулевом положении оси импульс формировал я в моментг когда счетчик находится и нулевом положении, для чего в схеме формирователя 8 импульсов предусмотрена подстройка фазы. Таким образом „ к моменту возникновения фазового импульса на счетчике 9 накапливается некоторое двоичное число, соответствующее углу поворота ротора фазовращателя

7, Фазовый импульс подается иа один из джоях входов фазового детектора

17 и хактирующие входы регистров

14, 21 лаияти. На второй вход фазового детектора 17, сбрасывающий вход сЧетчика 12 и вход Установка 0 триггера 16,подается ймпульс от блока 10 сравнения. Задачей блока 10 является поразрядное сравнение двоичного кода, содержащегося в регистре 11, с непрерывно нарастающим двоичным кодом счетчика 9. В момент равенства кодов блок 10 выдает импульс сравнения. Триггер 16 под действием сигналов с дешифратора

15 и блока 10 сравнения формирует

4О

5G

4Î сигнал, определяющий направление движения исполнительного двигателя.

Дешифратор 15, подключенный к выходам счетчика 9, выдает опорный импульс, соответствующий нулевому положению счетчика . Опорный импульс устанавливает триггер 16 в положение 1, а импульс сравнения — в положение 0 . Уровень логической 1 соответствует направлению движения к заданной косрдинате, а уровень логического " 0 — реверсу.

Дешифратор 13, подключенный к выходам счетчика 12, формирует импульс, ширина которого определяет зону плавного регулирования относительно заданной координаты.

Рассмотрим работу системы при трех разных фиксированых положениях фазового импульса.

1) Положение фазового импульса не достигло заданной зоны.

При этом под действием фазового импульса регистр 21 фиксирует значение логической 1 с выхода триггера 16, а регистр 14 — значение логического 0, которое закрывает элемент И 19 и через инвертор 20 открывает элемент И 22.уровень логической 1 с выхода регистра 21 через элементы И 22, ИЛИ 23 и усилитель 24 подается в двигатель 25, который быстро вращает ротор фазовращателя 7 до тех пор, пока импульсы сравнения и фазовый не совпадут.

2) Положение фазового импульса достигло заданной координаты.

При этом под действием фазового импульса регистр 14 фиксирует значение логической 1, которое открывает элемент И 19 и через инвертор 20 закрывает элемент И 22.

Фазовый детектор 17 вырабатывает аналоговое напряжение, амплитуда которого пропорциональна расстоянию между фазовым импульсом сравнения, а полярность либо положительная (если фазовый импульс следует до импульса сравнения), либо отрицательная (если фазовый импульс следует после импульса сравнения). В модуляторе

18 аналоговое напряжение формируется в последовательность широтно-модулированных импульсов, длительность которых пропорциональна расстоянию между фаэовым импульсом и импульсом сравнения. При совпадении этих импульсов сигнал на выходе модулятора 18 представляет собой последовательность импульсов со скважностью, равной двум (сигнал типа меанцр ) Модулированные по длительности импульсы через открытый элемент И 19 и элемент ИЛИ

23 поступают в- усилитель.24, который сдвигает уровень логического 0 до уровня отрицательной полярности, а Уровень логической !1 1! - до Уровня положительной полярности. В рас146 427

30 сматриваемом случае, когда фазовый

Импульс и импуйьс сравнения совпадают, средний уровень напряжения,поступающий на двигатель, равен нулю, т. е. двигатель останавливается.

3 ) Положение фазового импульс а перешло значение заданной зоны.

При этом под действием фазового импульса регистр 21 фиксирует значение логического 0 с выхода триггера 16, а регистр 14 — значение 30 логического 0, которое закрывает элемент И 19. Уровень логического 0, присутствующий на выходе регистра 21 и, следовательно, на выходах элементов И 22 и ИЛИ 23, сдвигает 1 усилитель 24 до уровня отрицательной.полярности, под действием которого двигатель 25 быстро феверсируется.

Данное устройство для программного 20 управления обеспечивает релейное регулирование следящей системы при больших рассогласованиях между заданным и текущим значениями координат и пропорциональное регулирова- 25 ние при малых сигналах рассогласования, что повышает быстродействие позиционирования.

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее фазорасщепитель, последовательно соединеные генератор импульсов и первый счетчик, другой вход которого подключен к выходам первого регистра через блок

11НИИПИ Заказ 3941/3

Тираж 956 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 сравнения, подсоединенный выходом через фазовый детектор к модулятору, последовательно соединенные фазовращатель и формирователь импульсов, выход которого подключен к другому входу фазового детектора, и последовательно соединенные усилитель и двигатель, о т л и ч а ющ е е с я тем,что,с целью повышения быстродействия устройства,в него ввецены делитель частоты, фильтры низких частот, последовательно соединенные второй счетчик, первый дешифратор, триггер, второй регистр, первый элемент И и Элемент ИЛИ,,пОблецовательно соединенные второй дешифратор, третий регистр и инвергор, а также второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом третьего регистра, второй входс выходом модулятора, а выход через элемент ИЛИ - со входом усилителя, выходы второго счетчика соединены с другими входами блока сравнения, а вход - с выходом генератора импульсов, подключенного через последовательно соединенные делитель частоты, фазорасщепитель и фильтры низких частот к фазовращателю„ выход формирователя импульсов соединен с другими-входами второго и третьего регистров, а выход блока сравненияс другим входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 550622, кл. G 05 В 19/18, 25 ° 08,75 °

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 113082, кл. G 05 в 19/18,1957 (прототип).