Реверсивный цифро-аналоговыйинтегратор-преобразователь

 

<1 1> 813361

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.12.77 (21) 2559747/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 05 В 19/02

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.81 (53) УДК 681.3. .05 (088.8) Н. Т. Малюк и И. А. Архипов (72) Авторы изобретения (54) PEBEPCHBHbIFI ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ

ИНТЕГРАТОР-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизированным системам управления, и может найти применение в регулируемых и следящих системах с импульсным датчиком скорости и положения.

Известен цифровой интегратор-преобразователь, содержащий блок синхронизации, реверси нный коммутатор накапливающего типа, двухполярный преобразователь коднапряжение (1) .

Однако такой преобразователь не обеспечивает требуемой точности работы в достаточно широком диапазоне регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является интегратор-преобразователь, содержащий реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, генератор импульсов, делитель частоты и задающее устройство (2) .

Однако в такой схеме не обеспечивается высокая точность преобразования.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Цель достигается тем, что в реверсивном цифроаналоговом интеграторе-преобразователе, содержащем первый и второй реверсивные счетчики, выход каждого из которых соединен со входами соответствующего цифроаналогового преобразователя, блока контроля переполнения и блока контроля нулевого состояния счетчика, причем выход первого цифроаналогового преобразователя через инвертор соединен со входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго цифроаналогового преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен со входами блока формирования частоты задания и блока формирования частоты обратной связи и направления, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены ко входам сложения соответственно первого и второго

15 реверсивных счетчиков, элементы И и И-НЕ, выход блока формирования частоты задания соединен со входами первого и второго элементов И-НЕ, выход первого блока контроля переполнения соединен со входами первого и третьего элементов И-НЕ, выходы

20 которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ-НЕ, выход второго блока контроля переполнения соединен со входами второго и четвертого элементов И-НЕ, вы813361 ходы которых подключены ко входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого блока контроля нулевого состояния счетчика соединен со входами первого элемента И и четвертого элемента И-НЕ, выход второго блока контроля нулевого состояния счетчика соединен со входами второго элемента И и третьег". элемента И-НЕ, первый выход блока формирования частоты обратной связи и направления соединен со входами первого элемента И, первого и четвертого элементов И-НЕ, второй выход того же блока соединен со входами второго элемента И, второго и третьего элементов И-НЕ, третий выход того же блока подключен ко входам первого и второго элементов И, третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены со входами вычитания соответственно первого и второго реверсивных счетчиков.

На чертеже показана функциональная блок-схема реверсивного цифроаналогового преобразователя.

Интегратор-преобразователь содержит первый 1 и второй 2 реверсивные счетчики, соединенные с цифроаналоговыми преобразователями 3 и 4, выходы которых, первый через инвертор 5, а второй непосредственно, подключены к сумматору 6, а шины «сложение» вЂ” к выходам элементов ИЛИ-НЕ 7 и 8, блок 9 формирования частоты задания, блок 10 формирования частоты обратной связи и направления, четыре элемента ИНЕ 11 — 14 и два элемента И 15 и 16, выходы которых подсоединены к шинам

«вычитание» счетчиков 1 и 2, а входы к блоку 10 формирования частоты обратной связи и направления, первые управляющие входы первого и второго элементов И-НЕ 11 и 12 подсоединены к блоку 9 формирования частоты задания, их вторые входы и вторые входы элементов И-НЕ 13 и 14 — к первому и второму выходам блока 10 формирования частоты обратной связи и направления, первые входы третьего и четвертого элементов

И-НЕ 13 и 14 подсоединены к третьему выходу этого же блока, причем выходы треть его, второго и четвертого элементов И-НЕ 11 и 13, 14 и 12 попарно подключены к входам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 7 и 8.

Между входами элементов И-HE 11 и 13 и соответственно элементов И-НЕ 11 и 12 и выходами счетчиков 1 и 2 включены блоки 17 и 18 контроля переполнения счетчика, а между выходом счетчика 1 и входом элемента И-НЕ 14 и между счетчиком 2 и входом элемента И-НЕ 13 включены соответственно блоки 19 и 20 контроля нулевого положения счетчика. Устройство содержит также генератор 21 импульсов, подключенный ко входам блока 9 формирования частоты задания и блока 10 обратной связи и направления. Устройство содержит два канала. Первый канал включает в себя два элемента И-НЕ 11 и 13, по одному элементу И и ИЛИ-НЕ (15 и 7 соответственно), о

25 зо

4 первый счетчик 1, первый цифроаналоговый преобразователь 3, инвертор 5 и блоки контроля переполнения и нулевого состояния счетчика 1 (17 и 19 соответственно); второй канал содержит два элемента И-НЕ 12 и 14, по одному элементу И и ИЛИ-НЕ (16 и 8 соответственно), второй счетчик 2, второй цифроаналоговый преобразователь 4 и вторые блоки контроля переполнения и нулевого положения счетчика 2 (18 и 20 соответственно). Сумматор 6, блок 10 формирования частоты обратной связи и направления, блок 9 формирования частоты задания и генератор 21 импульсов являются общими для обоих каналов.

При опережающем фазовом сдвиге между сигналами задания и обратной связи (y +) суммирующий вход счетчиков 1 или

2 в зависимости от направления подключен к блоку 9 формирования частоты задания, а вычитающий вход счетчиков 1 или 2— к бЛоку 10 формирования частоты обратной связи и направления. При отстакцщем фазовом сдвиге (y<0) и нулевом состоянии обоих счетчиков блок 10 формирования частоты обратной связи и направления переключается на суммирующий вход противоположного счетчика. При этом выходное напряжение интегратора-преобразователя меняет знак.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы производится обнуление счетчиков 1 и 2. Импульсы частоты задания f и обратной связи 1« отсутствуют, на выходе cyììàòoðà 6 — нулевой сигнал. После предварительного выбора направления работы, например вперед, на первом выходе блока 10 формирования обратной связи и направления появится сигнал логической «1», а на его втором выходе— логического «О». Блок 9 формирования частоты задания через последовательно включенные элементы 11 и 7 подключается на шину «суммирование» счетчика 1. Первый импульс в счетчике 1 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 3 и на выходе сумматора 6 появляется сигнал U g О, что через внешние устройства (усилитель мощности, двигатель, датчик импульсный) вызывает появление импульсов частотой foC на третьем выходе блока 10 формирования обратной связи и направления, которые проходят на шину «вычитание» счетчика 1 через элемент И 15. Импульсы f и с целью неодновременного попадания их на входы счетчика 1 синхронизированы прямой и инверсной последовательностью эталонной частоты 1 соответственно. В счетчике 1 появляется число, равное разности частот — f u f а на выходе сумматора 6 аналоговый сигнал + U Второй канал интегратора-преобразователя при этом закрыт, что .обеспечивается логическим «О» по входам элемента И 16 и элемента И-НЕ

12 со второго выхода блока 10 формирования обратной связи и направления и по

813361 входу элемента И-НЕ 14 с выхода блока 22.

Счетчик 2 находится в нулевом состоянии и на выходе преобразователя 4 напряжение отсутствует.

При выборе направления работы «назад» (Н) из исходного состояния устройства сигналом логической «1» со второго выхода блока 10 формирования частоты обратной связи и направления, открывается второй канал интегратора-преобразователя, импульсы частотой fg через элемент И-НЕ 12 поступают на шину «суммирование» второго счетчика 2 и на выходе сумматора 6 появляется сигнал (— Ь@„). Это вызывает появление импульсов частотой foe, которые через элемент И 16 поступают на шину

«вычитание» счетчика 2. В последнем выделяется интегральная составляющая от частот fy-u foo. Число счетчика 2 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 4, и на выходе сумматора 6 появляется напряжение — Щ„,. При превышении частоты импульсов fy над частотой импульсов f или наоборот, напряжение на выходе сумматора 6 U no абсолютной величине соответственно возрастает или убывает. В случае прекращения подачи f, например при работе

«вперед», импульсами частоты foe содержимое счетчика 1 уменьшается до О, блок 19 контроля нулевого положения счетчика через элемент И 15 заблокирует прохождение импульсов частоты 10 на шину «вычитание» счетчика 1, а по входу элемента И-НЕ 14 дается разрешение на прохождение импульсов частоты foC на шину «суммирование» счетчика 2 второго канала, в результате этого на выходе сумматора 6 напряжение

Ug „изменяет знак с (+) на (— ), и если внешней схемой не прекращается подача импульсов частотой fo0 или не изменится направление работы на обратное, то переполнение счетчика 2 через второй блок 18 контроля переполнения счетчика 2 накладывает запрет на прохождение импульсов частотой foo на его шину «суммирование», на выходе сумматора 6 будет сохраняться максимальное значение выходного напряжения (А„» со знаком минус.

Предлагаемый интегратор-преобразователь применяется в приводах с цифроаналоговым управлением для выделения интегральной составляющей импульсных последовательностей fy u foe. В режиме позиционирования управление приводом производится записью определенного числа импульсов

+- N, пропорционального углу поворота вала двигателя или величине перемещения привода в счетчики 1 или 2, в зависимости от направления перемещения. Описанное выполнение логической схемы управления интегратора-преобразователя. на базе потенциальных элементов позволяет повысить точность работы чстройства и упростить его, обеспечить в приводе диапазон регулирцваиия дц 1: 2 IO P = Гц — 2 ° IO иГц) Формула изобретения

5 Реверсивный цифроаналоговый интегратор-преобразователь, содержащий первый и второй реверсивные счетчики, выход каждого из которых соединен со входами соответствующего цифроаналогового преобразователя, блока контроля переполнения и блока контроля нулевого состояния счетчика, выход первого цифроаналогового преобразователя через инвертор соединен со входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход второго цифроаналогового преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен со входами блока формирования частоты задания и блока формирования частоты обратной связи и направления, первый и второй элементы

ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены ко входам сложения соответственно первого и второго реверсивных счетчиков, элементы

И и И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, выход блока формирования частоты задания соединен со входами первого и второго элементов И-НЕ, выход первого блока контроля переполнения соединен со входами первого и третьего элементов И-НЕ, выходы которых подключены ко входам первого элемента

ИЛИ-НЕ, выход второго блока контроля

30 переполнения соединен со входами второз.о и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых подключены ко входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выход первого блока контроля нулевого состояния счетчика соединен со входами первого элемента И и четвертого

З5 элемента И-НЕ, выход второго блока контроля нулевого состояния счетчика соединен со входами второго элемента И и третьего элемента И-НЕ, первый выход блока формирования частоты обратной связи и направ40 ления соединен со входами первого элемента И, первого и четвертого элементов И-HE., второй выход того же блока соединен со входами второго элемента И, второго и третьего элементов И-НЕ, третий выход того же блока подключен ко входам первого и вто45 рого элементов И, третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены со входами вычитания соответственно первого и второго реверсивных счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Слежановский О. В. и др. Устройства унифицированной блочной системы регулирования дискретного типа. М., «Энергия», 1975, с. 160.

2. Богорад Г. 3. и др. Цифровые регуляторы и измерители скорости. М., «Энергия», 1967, с. 97, 104 — 107 (прототип).

813361

Редактор Т. Веселова

Заказ 349/59

Составитель И. Горелова

Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова

Тираж 9911 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

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