Устройство для управления перемещением

, /Фьъ ЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1, о что каждый сеформировательй входом к вхоля импульсов иора, а выходомГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 НРЬГП ОПИСАНИЕ ИЗ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПЕРЕМЕЩЕНИЕМ,.содержащее блок сравнения, подключенный выходом черезсервоусилитель к информационному входу ключевого элемента, соединенноговыходом с входом двигателя, а управляющим входом " с выходом блока контроля, подключенного входами к соответствующим выходам датчика перемещения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и точности устройства, в него введены первый,второй, третий и четвертый элементыИЛИ, первый и второй элементы И, первый триггер, первый, второй, третий,четвертый, пятый и шестой селекторы,каждый из которых подключен первым,вторым, третьим входами к соответствующим выходам датчика перемещения,четвертым входом - к сбросовому входублока сравнения импульсов,. связанногоустановочным входом с входом устройства, а информационными входами - свыходами первого и второго элементов ИЛИ, подключенных первыми входамисоответственно к единичному и к нулевому входам первого триггера, соединенного инверсным и прямым входами спервыми входами соответственно первого и второго элементов И, связанных вторыми входами с выходами соответственно третьего и четвертого селекторов, а выходами - с вторыми входами соответственно первого и второго эле-ментов ИЛИ, подключенных первыми входами к выходам соответственно третьего н четвертого элементов ИЛИ, соединенных первыми входами с выходами соответственно первого и шестого се, лекторов, а вторыми входами - с выходами соответственно второго и пятого селекторов,2. Устройство по п чающееся тем,лектор содержит первый импульсов, подключеннь ду второго формировате к первому входу селектк первому входу третьего элемента И ик первому входу четвертого элемента И,соединенного вторым входом с третьимвходом селектора и с первыми входамипятого, шестого и седьмого элементов И, а выходом - с единичным входомвторого триггера, подключенного нулевым входом к выходу пятого элемен"та ИЛИ и к первому входу шестого элемента ИЛИ, а прямым выходом - к первому входу восьмого элемента И, связанного вторым входом - с вторым входом седьмого элемента И и с входомвторого формирователя импульсов, третьим входом - с вторым входом селектора и с входом третьего формирователя импульсов, а выходом - с единичнымвходом третьего триггера, пЬдключенного нулевым входом к выходу элементазадержки, а прямым выходом - к второму и к третьему входам соответственно третьего и седьмого элементов И и1091121 пятого элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго фор вателя импульсов, причем второй и третий входы шестого элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно третьего и седьмого элементов И, а выход - к входу элемента задержки. к первому входу девятого элемента И,связанного выходом с выходом селектора, а вторым входом " с выходомшестого элемента И и с первым входомпятого элемента ИПИ, подключенноговторым входом к четвертому входу селектора. а третьим входом - к выходу Изобретение относится к автоматике ходы которых подключены к нулевым и вычислительной технике и может входам первого и второго триггеров, быть использовано в различных станках на единичные входы которых подается и системах с программным числовым синхросигнал и выходы которых подсоеуправлением. динены к вторым входам соответственИзвестно устройство для управления но пятый и шестой, седьмой и восьмой перемещением исполнительного или ра- схем И, причем выходы пятой и шестой бочего органа, обеспечивающие нереме- схем И подсоединены к нулевым, а щение органа на расстояние, эквивален- седьмой и восьмой - к единичным вхо- тное числу импульсов или коду, вклю- Ю дам третьего триггера, единичный чающие в себя блок сравнения, блок уп- выход которого подключен к одному из равлення исполнительным органом, ис- входов первой схемы И, и к входу четполнительный орган, датчик сигналов вертого иивертора, а нулевой - к одобратной связи, блок формирования им- ному из входов второй схемы И и к ,пульсов обратной связи и определения 5 входу третьего инвертора. При этом направления перемещения органа, блок на первые входы пятой, шестой, седьконтроля работы канала обратной свя- мой н восьмой схем И подается синхрози 13. сигнал, а третьи входы пятой и шестойНаиболее близким .к предлагаемому схем И, первой декодирующей схемы подявляется устройство, которое имеет 20 ключены к выходам соответственно последовательно соединенные блок третьего и четвертого инверторов втосравнения, сервоусилитель, блок от- рой декодирующей схемы, а третьи вхоключения и торможения, двигатель, ды седьмой и восьмой схем И - к выхоисполнительный орган, датчик, состо- дам третьего и четвертого инверторов ящий из квантующего элемента, источ третьей декодирующей схемы, Аналогнчников энергии, чувствительных эле- ным образом связаны между собой трементов и усилителей, выходы которых тьи входы пятой, восьмой схем И вто 1 подключены к входам трех декодирую- .рой и третьей декодирующих схем с щихд которых подключены выходами третьего и четвертого инверщих схем выхо ы кк блоку сравнения и через схемы сов- ЗО торов соответственно первой и третьей, падения - к детектору ошибки, выход первой и второй декодирующих схем, которого подключен к блоку отключения при этом выходы первой и второй схем и торможения, Каждая из декодирующихИ каждой из трех декодирующих схем схем состоит из первого и второго ин- подключены к входам первбй и второй верторов, причем выход пе вого инве -пер"ю "ивер 35 схем И других двух декодирующих жу тора подключен к вхо вто ого инее -ду в орого инвер а единичные и нулевые выходы триггетора и одному из выходов первой схе- ров всех трех декодирующих схем по -выход второго инвертора - к ключены к входам соответственно де- пододному из входов второй схемы И, вы- вятой и десятой схем И, выполняющих ходы первой и второй схем И подключены 4 О функцию выделения ошибки, выходы код яичному входу к первым входам соответственно третьей торых подключены к единичному и четвертой схем И, на вторые входы четвертого триггчетве того триггера, запоминающего которых подается синхросигнал, и вы- сигнал ошибки, выходы которого черезодиннадцатую схему И подключены к блоку отключения и торможения2 3Недостатком указанного устройства является то, что для работы устройства требуется специальный высокостабнльный генератор нескольких синхроимпульсов с большой точностью времени задержки между ними, что усложняет устройство и уменьшает надежность его работы, при этом скорость перемещения 1 О исполнительного органа определяется частотой генератора синхроимпульсов и при необходимости изменения скорости перемещения исполнительного органа вынуждены менять частоту генератора или сам генератор, что ограничивает область применения и затрудняет эксплуатацию устройства. Кроме того, применение устройства ограничено величиной возможной частоты резерва испол- рО нительного органа, что особенно .важно в системах с автоколебаниями, дребезг и т.д., так как уменьшение периода повторения одного и того же сигнала обратной связи до величины, мень.2 шей величины задержки между синхрбсигналами, что имеет место при колебаниях в системе, приводит к .неправильному определению направления перемещения и, следовательно, к потере или формированию лишних импульсов обратной связи, т.е. вызывает ошибку в , системе. Кроме того, указанное устройство обладает запаздыванием при определении ошибки .в работе датчика, величина запаздывания эквивалентна, как минимум, одной шестой периода следования каждого сигнала обратной связи (разность между сигналами синх- . роимпульсов схемы декодирования и схемы совпадения). Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления. 45 перемещением, содержащее блок сравнения, подключенный выходом через сервоусилитель к информационному вхо-. ду ключевого элемента, соединенного выходом с входом двигателя, а управляющим входом - с выходом блока контроля, подключенного входами к соответствующим выходам датчика перемещения, введены первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый Б и второй элементы И, первый триггер, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой селекторы, каждый из которых подключен первым, вторыМ,третьим входами к соответствующимвыходам датчика перемещения, четвертым входом - к сбросовому входу блока сравнения импульсов, связанного установочным входом с входом устройства,а информационными входами - с выходами первого и второго элементов ИЛИ,подключенных первыми входами соответственно к единичному и к нулевому входам первого триггера, соединенногоинверсным и прямым входами с первымивходами соответственно первого и второго элементов И, связанных вторымивходами с выходами соответственнотретьего и четвертого селекторов, авыходами - с вторыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, подключенных первыми входами к выходам соответственно третьегои четвертого элементов ИЛИ, соединенных первыми с входами соответственнопервого и шестого селекторов, а вторымн входами - с выходами соответственно второго и пятого селекторов. Каждый селектор содержит первый формирователь импульсов, подключенный входом к входу второго формирователя импульсов и к первому входу селектора, а выходом - к первому входу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента И, соединенного вторым входом с третьим входом селектора и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, а выходом - с единичным входом второго триггера, подключенного нулевым входои к выходу пятого элемента ИЛИ и кпервому входу шестого элемента ИЛИ, а прямым выходом - к первому входу восьмого элемента И, связанного вто-рым входом - с вторым входом седьмого элемента И и с входом второго формирователя импульсов, третьим входом "с вторым входом селектора и с входомтретьего формирователя импульсов, авыходом - с единичным входом третьего триггера, подключенного нулевымвходом к.выходу элемента задержки, а прямым выходом - к второму и к третьему входам соответственно третьегои седьмого элементов И и к первомувходу девятого элемента И, связанного выходом с выходом селектора, а вторым входом - С выходом шестого элемента И и с первым входом пятого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к четвертому входу селектора,7 109112 при этом сигналы Пи Пз используются в качестве информационнйх о перемещении исполнительного органа, а П 2 - опорные сигналы. Формирование на вы" ходе усилителей 6-4 каждого следую щего сигнала в последовательности П)П 5 П и т.д. интерпретируется в устройстве как перемещение исполнительного органа на предопределенный инкремент расстояния. Сигналы П, 10Н 3 подаются на воды блакодирования и блока 25 контроля.Блок 25 контроля выделяет сигнал ошибки на своем выходе при неисправности в датчике. Принцип вьделения 15 сигнала ошибки блоком 8 основан на том, что при указанном вьнпе фазовом смещении сигналов П 1 П П и нормальном функционирований датчика 6, исключается ситуация, когда все три 20 сигнала имеют одинаковый уровень "1" или "О", такая ситуация может возникнуть только при неисправности в датчике, В случае возникновения ее, т.е, совпадения уровней всех 3-х сигналов 25 П, П 2 П на выходе элемента И 26, при уровнях сигналов, равных "1", или элемента И 27 при уровнях сигналов, равных "О", вырабатывается сигнал ошибки; который через элемент ИЛИ 30 28 подается на управляющий вход ключевого элемента 3, который отключает питание от двигателя 4, производит электрическое и механическое торможение двигателя 4, а также производит электрическое и механическое торможение двигателя 4 и объекта 5 управления. В случае применения гидросистемы элемент 3 содержит гидроклапан, при применении электродвигателя элемент 40 3 осуществляет отключение электрической энергии или электрическое торможение двигателя 4 и, при необходимости, механическое торможение с помощью электромагнитной муфты. 45 В предлагаемом устройстве при отключении энергии от двигателей осуществляется электрическое торможение и механическое торможение с помощью электромагнитной муфты. При указанном50 выше фазовом смещении сигналов П.1 П 2 П 3 схема блока 25 контроля проста, вьдает сигнал ошибки без запаздывания, Однако возможны любые другие фазовые смещения между сигналами П1 П 2 П главным образом, удовлетворяющие условиям работы блока 11 декодирования. В этих случаях, используя фазовое смещение всегда возможно построить блок контроля, немедленно обнаруживающий ошибку. Блок 1 декоди рования предназначен для формирования информационных сигналов о перемещении объекта управления в соответствии с направлением перемещения. Сигналы П, ,П 2 ПЗ, вырабатываемые датчиком 6, подаются на входы селекторов 12-17. Все селекторы идентичны по построению и составу и каждый из них вырабатывает на своем выходе импульс при условии подачи на его первый, второй и третий входы 1-3 трех сигналов из сеРий П, П , П только в определенной )последовательйости. Селекторы 12-14 вырабатывают сигнал на своих выходах при условии поступления на их первыйвторой, и третий входы трех сигналов сеРий П, П 2 П в последовательности соответственно ПП , П ; П , П и П П П.Э . . 2Легко видеть, что эти последовательности соответствуют какому-то одному направлению перемещения объекта управления, например прямому направлению (ПН)Аналогично селекторы 15- 17 выделяют последовательности сигналов, соответственно П П ПП Пз тПЗ и П, П, .Побратного направления перемещения (ОН).Работу селектора Рассмотрим на примере селектора 12 (фиг.2), вьделяющего последовательность П ПЯ 2 П. По приходу сигнала П (переход с11 )1 1)О на 1 ) формирователь 3 вырабаты. вает импульс, который поступает на элемент И 33 й при наличии на втором его входе сигнала П формируетсязсигнал, устанавливающий триггер 40 в единичное состояние, Высокий уровень единичного вьщода триггера 40 подается на первый вход элемента 34, В случае последующего прихода сигнала П 2 на второй вход селектора 4 далее на третий вход элемента И 34 на выходе этого элемента формируется сигнал, устанавливающий триггер 41 в единичное состояние, При этом высокий .уровень выхода триггера 41 выдает сигнад,разрешения элементы И 35, 36 и 39. В случае последующего прихода сигнала П на третий вход 3, селектора и далее на вход элемента И 38 на выходе этого элемента, при выработке формирователем 32 сигнала (переход с "1" на "О" сигнала П ) фор 2 мируется сигнал, который подается на109112 элемент И 33 и на элемент ИЛИ 42. С выхода элемента ИЛИ 42 сигнал одновременно поступает на первый вход элемента ИЛИ 7-1-14 и на нулевой вход триггера 40, устанавливая его в нуле вое состояние, С выхода элемента ИЛИ 43 сигнал поступает на элемент 44 задержкис выхода которогоон поступает на нулевой вход триггера 24, устанавливая.его в нулевое состояние тем самым формйруя задний фронт сигнала на выходе элемента И 36, который поступает на выход селектора. Таким образом, после прохождения последовательности сигналов П, П , П З селектор 12 вырабатывает импульс йа своем выходе н устанавливается в исходное состояние. Легко видеть, что никакая любая другая комбинация на входе селектора, например, П.П,П.П202 ф"2 уф"3 фъ д 3 1 с П 1 е П П 5 Б 4 П не могут выэватьформирование сигналов на выходе селектора. При реверсе ( последовательность сиг,налов П. П , П , П. ) элемент И 35 устайавливает триггер 11 в нулевое состояние после поступления последовательности П, П , П , триггер 40 устанавливается в йулевое состояние последовательности П, П , П , Пз которая формирует сигнал сброса йа выходе элемента И 37, формирователь 31 формирует сигнал на выходе по оконча-, нии сигнала П (переход с "1" на "0"). При реверсе системы внутри сигнала з 5 П селектор 12 устанавливается в исходное состояние сигналами, выработанными элементами И 39 и 37. По включении устройства селектор 12 устанавливается в исходное состояние по сигна; 40 лу начальной установки, поступающему с четвертого входа селек-.тора на второй вход . элемента ИЛИ 14..45Сигналы с выходов. селекторов 12 и 13 поступают на вход элемента ИЛИ 18 и далее через элемент ИЛИ 20 на соответствующий выход блока 11 декодирования. Как видно из схемы и последовательностей, выделяемых указанными50 селекторами, на первом выходе блока .11 декодирования формируются.информационные сигналы в моменты прихода сиг,налов серий П и П при перемещении исполнительного органа в прямом направлении, т.е. при перемещении исполнительного органа на предопределенный ннкремент расстояния. 10Аналогично на выходе элемента ИЛИ 21, и, следовательно, на другом выходе блока 11 декодирования информационные сигналы формируются в мо/менты прихода сигналов серий П и П3 при перемещении в.обратном направлении, Для исключения потери информационного сигнала перемещения при реверсах двух видов П П 2 П. П, П П П, н П, П П П. Пр П П , сигналы с выхода элемейта ИЛИ 18 на единичный входы триггера 24,.который, такйи образом, запоминает пред- . шествующее направление перемещения ,по приходу каждого .информационного сигнала П или П. Нулевой выход триггера 24 подключен к входу элемента И 22, а единичный выход - к входу элемента И 23. На вторые входы этих элементов посту 11 ают сигналы с выходов,селекторов 14 и 5 соответственно. Таким образом, в случае предшествующего прямого направления триггер 24 разрешит прохождение последующего сигнала с выхода селектора 15 - последовательность П П , П через элемент И 29 и далее через элемент ИЛИ 21 на выход блока 1 декодирования и, наоборот, при предшествующем обратном направлении триггер 24 разрешит прохождение последующего сигнала с выхода селектора 14 последовательность П П 1 П 2 через элемент И 22, элемент ИЛИ 20 на первый выход блока 7 декодирования,тем самым исключая потерю информационных импульсов при указанных видах реверса.Информационные сигналы, выработацные с учетом ьаправления перемещения с первого и второго выходов блока 11 декодирования поступают на информационные входы блока 1 сравнения. В соответствии с этим в блоке 1 сравнения изменяется информация о действи тельном положении (координате исполнительного органа и разность между заданным и действительным положением (координатах). В зависимости от величины и знаша этой разности на выходе блока 1 сравнения меняется сиг-нал, управляющий сервоуснлителем и т.д. до тех пор, пока эта разность не станет равной нулю или будет находиться в заранее заданных пределах.Применение предлагаемого устройства позволило увеличить надежность и точность позиционирования в системе с числовым программным управлени11 1091 ем, исключать ошибки, возникающие при произвольной частоте колебаний исполнительного органа, снять ограничения121 12на величины скорости перемещения и частоты реверса исполнительного органа, упростить конструкцию устройства,