Устройство для управления следящим приводом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ 5 В 11 ОПИСАН ИЗОБР ЕНИЯ АВТОРСКОМ,Ф С ЕЛЬСТВУ Вильнер Т.А.зователи инфор21-28, 92. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИ(56) 1, Авторское свидетельство СССУ 79687, кл. С 05 В 11/01, 198 1.2. Авторское свидетельство СССРМф 70378 1, кл, С 05 В 19/18, 1979(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯСЛЕДЯЩИМ ПРИВОДОМ, содержащее генератор, выход которого соединен свходом цифроаналогового преобразователя, датчик обратной связи, соединенный с приводом, вход которогосоединен с выходом расширителя зоны допустимого рассогласования, детектор, первый вход которого соединен с выходом датчика обратной связи, а второй вход - с выходом генератора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точнос"ти путем расширения зоны допустимограссогласования, в него введенышесть ключей, два инвертора, два запоминающих блока, счетчик и дешифратор, а датчик обратной связи . выполнен в виде циклического датчика перемещений, например индуктосина, причем синусный выход цифроаналогового преобразователя соединен с входами первого и второго ключей, а косинусный - с входами третьего ключа и первого инвертора, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выходы первого и четвертого ключей соединены с синусным входом, а выходы второго и третьего ключей - с косинусным входом датчика обратной связи, выход детектора соединен с входами пятого и шестого ключей, выходы которых соединены с входами первого и второго запоминающих блоков, выходы которых соединены с первым и вторым входами расширителя -зоны допустимого Ф рассогласования соответственно, выход генератора соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с дешифратором, выход которого соединен с управлякнцими входами перво-., го, третьего и пятого ключей и с выходом второго инвертора, выход которого соединен с управляющими входами второго, четвертого и шестого ключей.89 1 11083Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах числового программного управления приводами, содержащими циклические датчики обратной, связи; вращающиеся трансформаторы,индуктосины и др.Известно устройство, содержащеегенератор, датчик обратной связи,детектор 12. 1 ООднако данное устройство характеризуется низкой точностью и малой зо"ной допустимого рассогласования,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство, содержащее генератор синусо"идальных колебаний, выход которогосоединен с входом цифроаналоговогопреобразователя, датчик обратной связи - вращающийся трансформатор, сое Одиненный с приводом, вход которогосоединен с выходом расширителя зоныдопустимого рассогласования, детектор,первый вход которого соединен с выходом цатчика обратной связи, а второй - с выходом генератора. Расширитель зоны допустимого рассогласования включает в себя два триггера Шмидта, блок логики направления, реверсивный счетчик, дешифратор, блоксогласования отсчетов и сумматор .2.Недостаток этого устройства - низкая точность, обусловленная тем,что устройство содержит датчик обратной связи с двумя выходами, например вращающийся трансформатор, Такие датчики обладают пониженной точностью,Известны циклические датчики линейных и угловых перемещений, напри Омер линейные и круговые индуктосины, которые обладают большей точностью 32.Однако указанные датчики не могутбыть использованы с известным устройством.Целью изобретения является повышение точности путем расширения зоны допустимого рассогласования удатчиков, имеющих одну выходную обмотку. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразо вателя, датчик обратной связи, соединенный с приводом, вход которого соединен с ныходом расширителя эоны допустимого рассогласования, детектор, первый вход которого соединен с выходом датчика обратнойсвязи, а второй вход " с выходомгенератора, введены шесть ключей,два инвертора, два запоминающих блока, счетчик и дешифратор, а датчикобратной связи выполнен в виде циклического датчика линейных или угловых перемещений типа индуктосин,причем синусный выход цифроаналогового преобразователя соединен свходами первого и второго ключей,а косинусный - с входами третьегоключа и первого инвертора, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выходы первого и четвертого ключей соединены с синуснымвходом, а выходы второго и третьегоключей - с косинусным входом датчика обратной связи, выход детектора соединен с входами пятого ишестого ключей, выходы которых соединены с входами первого и второгозапоминающих блоков, выходы которыхсоединены с первым и вторым входами расширителя эоны допустимого рассогласования соответственно, выходгенератора соединен с входом счетчика, выход которого соединен с дешифратором, выход которого соединен с управляющими входами первого,третьего и пятого ключей и с входомвторого инвертора, выход которогосоединен с управляющими входамивторого, четвертого и шестого ключей..лИспользование новых блоков и связей позволило в режиме разделения во времени при наличии одной выходной обмотки датчика обратной связи получить два сигнала рассогласовання, сдвинутых один относительно другого на угол 90 . Например, при амплитудном режиме питания на статорные обмотки датчика подаются напряженияБ = Н ядп эпа ,(1) Б- = Б соя зпм 3где Бс, Бс - напряжения на статорныхс,фобмотках,Б и - амплитуда и частота несущего напряжения,задаваемый угол поворота ротора датчика,При этом с выходных обмоток,сдвинутых в пространстве на 90 ,снимаются напряженияБ = Н яп (О. - ) яхп (а) С ф ( (2)Бр = П я 1 п (90 + с. -Ф ) в 1 па)с,где б. - угол, соответствующий реальному положению ротора датчика.Второе из выражений (2) можнопредставить в видеБр = Ц я 1 по-(/ -90 о).1 вп 1 ЫИз последнего следует, что сигналможно получить на первой обмоткеротора, если задаваемый угол умень-. шить на 90 О, т.е. на статорные обмотки в соответствии (1) и (2) подать напряжения0= По в 1 п ( ф -90 ) ядп (Ы е= Бояпи я 1 поот (3) 20указанные напряжения легко могутбыть получены путем коммутации и инвертирования исходных сигналов (1).Аналогичные выводы можно сделать идля случая с фаэовой модуляцией. В 25предложенном устройстве осуществляется поочередное формирование на статорных обмотках датчика обратнойсвязи напряжений в соответствии с(2). Таким образом, в данном устройстве могут быть применены датчики обратной связи с одной выходнойобмоткой, например индуктосины,БСКТ и т,п.На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг, 2 - схема расширителя зоны допустимого рассогласования, вариант,Устройство содержит генератор 1,цифроаналоговый преобразователь 2, 40датчик обратной связи 3, привод 4,расширитель 5 зоны допустимого рассогласования, детектор 6, первый,второй, третий, четвертый, пятыйи шестой ключи 7-12, первый и второй инверторы 13 и 14, первый и второй запоминающие блоки 15 и 16,счетчик 17 и дешифратор 18.Расширитель 5 зоны допустимогорассогласования содержит триггеры19 и 20, формирователи 21 и 22, двелогические ячейки И 23 и 24, счетчик 25, дешифратор 26, ключ 27, цифроаналоговый преобразователь 28и сумматор 29.55Устройство работает следующймобразом.Цифроаналоговый преобразователь2 (см. фиг. 1) формирует из опорного сигнала генератора 1 напряженияв соответствии с выражением (1),причем угол Ф задается в виде кода Х. От генератора сигналы несущей частоты поступают также на входсчетчика 17, соединенного с дешифратором 18. На выходе дешифратораформируются импульсы для управления ключами, причем период следования этих импульсов равен временизаполнения счетчика. Скважность следования импульсов определяет соотношение между врЕменами формирования напряжений по выражениям (1)и (3).Поскольку требуемая точность получения напряжений Бр и Пр по выл Р 2ражению (2) различна, то и длительность формирования их целесообразносделать различным. В одном состояниидешифратора открываются ключи 7, 9и 11, а в другом - сигналом инвертора 14 открываются ключи 8, 10и 12. В первом случае на вход датчика обратной связи 3 поступают капряжения в соответствии с выражением (1), а во втором - в соответствии с выражением (3). На выходе датчика формируются поочередно нап-.ряжения Пои 1 р в соответствии свыражением (2). Эти напряжениявыпрямляются детектором 6 и запоминаются в запоминающих блоках 15 и 16при открывании ключей 11 и 12. Приэтом на выходах запоминающих блоковформируются сигналыБ= Бояп ор,Б 2 = 0 соябргде М = Ы. - ф - угол рассогласования.Эти сигналы поступают на вход расширителя 5 зоны допустимого рассогласования, выходной сигнал которогоиспользуется для управления приводом 4.Расширитель эоны допустимого рассогласования, приведенный на фиг. 2, работает следующим образом. Сигналы О, и 04 поступают на входы триггеров Шмидта 19 и 20. Выходные сигналы триггеров имеют прямоугольную форму. Формирователи 21 и 22 выдают короткие импульсы: один - по переднему фронту, второй - по заднему фронту сигнала триггера 20. Логические ячейки И 23 и 24 работают как ключи, управляемые сигналом триггера 19. Так как сигнал Б при увеличении сСр опережает сигнал 0, на1108389 ВНИИПИ Заказ 586232 Тираж 842 Подписное филиал ППП Патент г.Ужгород, ул,Проектная, 4 90 , а при уменьшении а - отстает на 90 ф, то в первом случае будут формироваться импульсы на выходе ячейки 23, а во втором - на выходе ячейки 24. Эти импульсы поступают на положительный или отрицательный вход счетчика 25. Выходной код счетчика 25 поступает в дешифратор 2 б. ДешиФратор формирует сигналы для управления цифроаналоговым преобразователем 28, а также сигнал, открываквций ключ 27 при нулевом состоянии счетчика 24. При открывании ключа 27 что происходит при рассоглаЭосовании меньше +90, сигнал управления приводом Бр соответствует сиг;.налу Б, поступающему через сумма-, тор 29. При большем рассогласовании сигнал управления приводом Пр фор мируется цифроаналоговым преобразователем по требуемому закону, В простейшем случае сигнал Бпр может бьгть равен максимальному допустимо- му значению с соответствующим знаком.Данное устройство позволяет по-вйсйть точность станков с ЧПУ не только за счет использования более точных датчиков, но также из-за исключения влияния механических пе-, 15 редач на результирующую погрешность.