Устройство для программного управления
Союз Советсинк
Социалистических
Реснублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 27.06.80 (2l) 2950390/i8-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет
Опубликовано 07,02.82. Бюллетень И 5
Дата опубликования описания 09, 02. 82 (51)М. Кп. с 05 В }9/l8
Зааудвратвены6 квинтет
СССР па пелен изобретений н открытий (53) УДК621. .396(088.8)
I (72) Автор изобретения
А. И. Дресвянников (7! ) заявитель
» .т (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАИИНОГО УПРАВЛЕНИЯ.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам программного управления металлорежущими станками, использую.щим информацию в унитарном импульс.ном коде.
Известно устройство для программного управления, содержащее источник импульсов унитарного кода, двухкаскадный импульсно-фазовый преобразователь, фазовый дискриминатор, дат!
О чик обратной связи и привод .(Ig ..
Однако наличие специфических погрешностей, вносимых двухкаскадным импульсно-фазовым преобразователем, 1$ снижает динамическую точность рабо.ты устройства.
Наиболее близким техническим pe" ,.шением к изобретению является устройство для программного управления, содержащее соединенные последовательно источник импульсов унитарного кода, импульсно-фазовый преобразователь, распределитель импульсов, блок сравнения частот, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, сум" матор и привод, кинематически связанный с датчиком обратной связи, вход которого соединен с тактовым выходом импульсно-фазового преобразователя, а выход подключен к одному из входов схемы ИЛИ, второй вход которой соединен со вторым выходом распре- . делителя импульсов, а выход — со вторыми входами блока сравнения частот. и фазового дискриминатора,.первый вход которого соединен с первым входом блоха сравнения частот, а выходсо втЬрым входом сумматора, причем импульсно-фазовый преобразователь содержит генератор тактовых импульсов схемы сложения и делители частоты, дополнительный вход одного из которых, подключенного к распределителю импульсов, соединен с выходом блока сравнения частот 123..
Поскольку импульсно-фазовый преобразователь выполнен двухкаскад90381 ным, он снижает динамическую точность работы всего устройства, так как вносит погрешность, величина которой будет тем больше, чем больше коэффициент деления первого каскада им5 пульсно-фазового преобразователя, Цель изобретения — повышение динамической точности работы устройства.
Поставленная цель достигается тем, 1g что в устройство для программного управления, содержащее источник импульсов унитарного кода, блок сложения и вычитания, соединенный первым входом с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй делители частоты, подключенные соответственно ко входу распределителя импульсов и первому входу датчика обратной связи, кинематически связанного вто20 рым входом с выходом привода, а выходом — с первым входом элемента
ИЛИ, подключенного вторым входом к первому выходу распределителя импульсов, соединенного вторым выходом с
25 первыми входами первого фазового дискриминатора и первого блока сравнения подключенного выходом к первым входам первого делителя частоты и реверсивного счетчика, а вторым входом — к
ЗО выходу элемента ИЛИ и ко второму входу первого элемента фазового дискриминатора, связанного выходом с первым входом сумматора, подключенного выходом ко входу привода, а вторым входом — к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, введены второй фазовый дискриминатор, второй блок сравнения и третий делитель частоты, соединенный первым
ЩЦ входом с выходом блока сложения и вычитания, вторым входом — с выходом второго блока сравнения и вторым входом реверсивного счетчика, а выходом — с первыми входами второго
45 фазового дискриминатора и второго блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу второго делителя частоты и ко второму входу второго фазового дискриминатора, выход которого S6 соединен с третьим входом сумматора, причем блок сложения и вычитания подключен первым входом ко входу второго делителя частоты, а вторым входом — к выходу источника импульсов 55 унитарного кода, генератор тактовых импульсов связан выходом со вторым входом первого делителя частоты.
1 ф
На чертеже дана функциональная схема устройства.
Устройство содержит источник 1 импульсов унитарного кода, генератор 2 тактовьх импульсов, блок 3 сложения-вычитания, первый 4, второй
5 и третий 6 делители частоты, распределитель 7 импульсов, элемент
ИЛИ 8, первый 9 и второй 10 блоки сравнения частот, первый 11 и второй 12 фазовые дискриминаторы, реверсивный счетчик 13, цифроаналоговый преобразователь 14, сумматор 15„ датчик 16 обратной связи, привод 17.
Устройство работает следующим образом.
Импульсы унитарного кода с выходов источника 1 поступают на вход блока 3 сложения-вычитания, где происходит суммирование этих импульсов с тактовыми, поступающими с генератора 2, Последовательность тактовых импульсов с генератора 2 поступает также на входы делителей 4 и 5, имеющих различные коэффициенты деления. Выходная последовательность первого делителя 4 поступает на распределитель 7, который образует две одинаковые последовательности, сдвинутые по фазе друг относительно друга о на 180, выходная последовательность второго делителя 5 используется для запи-.ки датчика 16 обратной связи и одновременно поступает на первые входы второго фазового дискриминатора 12 и второго блока 10 сравнения частот двух последовательностей импульсов, а на вторые входы послед— них поступает через третий делитель
6, имеющий коэффициент деления такой же, как у второго делптеля 5, последовательность с выхода блока 3 сложе— ния-вычитания, причем эта последовательность сдвинута по фазе относительно выходной последовательности делителя 5 на величину, пропорциональную количеству ю пульсов унитарного кода, поступивших на вход устройства. С выхода второго фазового дискриминатора 12 сигнал, полученный в результате сравнения этих последовательностей, поступает через сумматор 15 на вход привода 17, который перемещает исполнительный орган и связанную с ним прдвижную часть датчика 16 обратной связи, отрабатывая полученное возмущение.
Отсчет отработайного возмущения осуществляется следующим образом.
9038 т.е.
Ч 360 m
V = — =
1 n = м.и
Распределитель 7 из поступающей на его вход с первого делителя 4 тактовой последовательности импульсов образует две последовательности,сдвинутые по фазе друг относительно о друга на 180, частота каждой из которых в и раз превышает частоту импульсной последовательности с делителем 5, используемой для запитки датчика 16 обратной связи. Одна из l0 сформированных распределителем 7 последовательностей поступает на первые входы фазового дискриминатора ll u блока 9 сравнения частот, на вторые входы которых через элемент ИЛИ 8 15 поступает вторая последовательиость импульсов с распределителя 7, сдви0 нутая относительно первой на 180 причем из нее исключен каждый И -й импульс, вместо которого через эле- 20 мент ИЛИ 8 вписывается импульс с датчика 16. Сигнал отсчета, полученный в результате сравнения этих последовательностей с выхода первого фазового дискриминатора 11 поступает на сум- 25 матор 15, который производит вычитание этого сигнала из сигнала возмущения, поступающего на положительный вход сумматора 15. Таким образом, на выходе сумматора 15 получается сигнал рассогласования системы, который используется для управления приводом °
Поскольку частота последовательностей поступающих на входы перво7
35 го дискриминатора 11 в и раз выше частоты последовательностей, поступающих на входы второго фазового дискриминатора 12, диапазон рассогласования последнего в и раз больше днако ,пазона рассогласования первого дискриминатора 11. Для равенства сигналов с дискриминаторов 11 и 12, амплитуда выходного сигнала второго дискриминатора 12 должна быть в vi
45 раз меньше амплитуды выходного сигнала первого дискриминатора 11.
Сравниваемые последовательности, поступающие на входы фазовых дискриминаторов 11 и 12 одновременно постуt
50 пают и на входы блоков 9 и 10 сравнения частоты. При совпадении величины сдвига фаз сравниваемых последователь нос т ей с и р ед ель ным знач ением диапазона углов рассогласования фазово55 го первого дискриминатора 11 (или второго дискриминатора 12) первый блок 9 сравнения (или соответственно блок 10) формирует выходной сигнал, который поступает на реверсивный счетчик 13 и одновременно на первый вход .делителя 4 (или соответственно на в торой вход делителя 6) . При этом происходит изменение кода числа в реверсивном счетчике 13 и сдвиг фазы выходной последовательности первого делителя 4 (или соответственно сдвиг фазы выходной последователь,ности третьего делителя 6) . Код числа в реверсивном счетчике 13 пре образуется цифроаналоговым преобразователем 14 в напряжение постоянной величины, т.е. происходит замена сдвига фазы выходной пОследовательности делителя 4 (или делителя 6) на постоянную составляющую, что экви валентно расширению диапазона работы фазового дискриминатора 11 (или дискриминатора 12), При подаче на входы устройстваьь импульсов унитарного кода происходит сдвиг фазы выходной последовательности третьего Делителя 6> поступающей на второй вход второго дискриминатора 12, на величину
ЪЬО
М=
VYI
N где N - коэффициент деления второго . и третьего делителей 5 и 6„
e — количество импульсов унитарного кода, поступающих с источника l
Так как амплитуда выходного сигнала второго дискриминатора 12 в и раз меньше амплитуды выходного сигнала первого дискриминатора ll, то при отработке приводом 17 полученного возмущения фаза выходного сигнала датчика 16 обратной связи изменится на угол Т, который по абсолютной величине в и раз меньше угла Ф что с одной стороны равноценно увеличению коэффициента деления импульсно-фазового преобразователя в и раз, а с другой стороны — уменьшению шага системы в и раз, так как цена оборота фазы для первого фазового дискриминатора 11 уменьшена в и раз.
Устройство обладает высокой динамической точностью работы . Обеспечивается это схемным решением устройства, позволяющим при одном и том же коэффициенте деления и одинаковых требованиях и быстродействию электрон903811
Формула изобретения
ВНИИПИ Заказ 112/27 Тираж 907 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
7 ных элементов выполнить импульснофазовый преобразователь однокаскадным вместо двухкаскадного и получить равенство и! формационного периода и периода частоты запитки датчика обратной связи,.что позволяет выделить постоянную составляющую близкую к идеальной, и, таким образом, уве личить динамическую точность работы устройства, !О
Устройство для программного управления, содержащее источник импульсов унитарного кода, блок сложения и вычитания, соединенный первым входом с выходом генератора так1овых импульсов, первый и второй делители 20 частоты, подключенные соответственно ко входу распределителя импульсов и первому входу датчика обратной связи, кинематически связанного BTQ рым входом с выходом привода, а выхо- 5 дом — с первым входом элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к первому выходу распределителя импульсов, соединенного вторым выходом с первыми входами первого фазового дискрими- 30 натора и первого блока сравнения, подключенного выходом к первым входам первого делителя частоты и реверсивного счетчика, а вторым входом — к выходу элемента ИЛИ и ко вто- З5 рому входу первого элемента фаэового дискриминатора, связанного выходом с первым входом сумматора, подключенного выходом ко входу привода, а вторым входом — к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выхОду реверсивного счетчика, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения динамической точности устройства, в него введены второй фазовый дискри- минатор, второй блок сравнения и третий делитель частоты, соединенный первым входом с выходом блока сложения и вычитания, вторым входом — с выходом второго блока сравнения и вторым входом реверсивного счетчи- ка, а выходом — с первыми входами второго фазового дискриминатора и второго блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу второго делителя частоты и ко второму входу второго фазового дискриминатора, выход которого соединен с третьим входом сумматора, причем блок сложения и вычитания подключен первым входом ко входу второго делителя частоты, а вторым входом — к выходу источника импульсов унитарного кода, генератор тактовых импульсов связан выходом со вторым входом первого дели-. теля частоты.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
Ð 434281, кл, 6 05 В !9/18, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2769752/18-24, кл. G 05 В 19/!8, 1979 (прототип) .
