Цифровые системы управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ 0124783 Л.ИН 09(14 а 05 В 6 ВСТРУ" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оходо детельство С 2 Р 5/06, 19 тельство ССС 2 Р 5/06, 19 тельство ССС 2 Р 5/06, 19 3. ГОСУДАРСТВЕННЬ(Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ(54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к областям станкостроения и электротехникии может найти применение в станкахс числовым программным управлением.В системе решается задача оптимального вывода на режим в переходных процессах. Для этого в системе входнойкод задания преобразуется в частотно-импульсную последовательность, которая через первый элемент И поступает на суммирующий вход реверсивногосчетчика. Выходной код счетчика преобразуется в преобразователе код-длительность импульсов в регулирующеевоздействие, которое усиливаетсяпо мощности и поступает на двигатель.Частотно-импульсная последовательность .с выхода датчика скорости через второй элемент И поступает на вычитающий вход счетчика. Состояниереверсивного счетчика контролируетсядвумя формирователями импульсов, которые при его переполнении в ту илииную сторону закрывают соответствующие элементы И. Кроме того, частотныйвыходной сигнал датчика скорости преобразуется в. код, Этот код сравнивается с кодом задания в блоке сравнения. Если код задания больше кода обратной связи, то блок сравнения закрывает первый элемент .И, а если наоборот, то второй, иэто позволяетувеличивать быстродействие системы впереходных режимах.ил, 1247837Изобретение относится к стацкостроению и электротехццке ц можетнайти примецецце в станках с числовьдмп 1)ограммцым управлеццем.Цель изобретения - цовьпнение быстродействия системы.11 а чертеже представлена блок-схема системы.Ццс 1 дровая система управления содержит двигатель 1, датчик скорости 2,редзерсддвньдй счетчик 3, преобразователь код-длительцость импульсов 4,усилитель мощности 5, генератор тактовых импульсов 6, преобразователькод-частота 7, первый элемецт И 8,второй ц первый формддроватегпд цмддулд.ссдц 9 ц 10, блок синхронизации1, нтс 1 родд эдеиеддт И 12, преобразодсдтеддд частота-код 13, блок сравне 20ция 14, задатчдцс 15, индикатор 16,- ддходцой сцгпал задатчцка 15,.Г - ныходпой сцгпал преобразователякод-частота 7Г, "- ддьдхОдддой сддгддалдатчдпса скорости 2, И, - выходцойсддд ддаэд преобразователя частота-код 13.Спстема работает следующим образом,С выхода задатчика 15 входцой код1, ддосдупает ца вход преобразователя код-частота 7. На выходе преобЭОразоиателя д(од-частота 7 Формддэуетсястабильная частота Г цропорциоцаль-пая входпому коду Б, . Импульсы часдотьд Г, поступает через цервыц элемецт И 8 ца вход слежения реверсддв- З 5цод о счегчцдса 3. Код ревереддвддогосчетчдцса 3 растет. 11 а выходе преобразователя код-длительность импульса 4 ормддруется шцротно-цмпульсцыйсцгддац, который через усилитель мощ Оцости 5 поступает ца вход двигателя 1, Частота следовацця дддддротддо-импульс. ного сцгцала определяется частотой с первого выхода генератора тактовых импульсов 6, а длительностьпропорциональна коду реверсивногосчетчгцса 3. Поэтому с возрастанием.кода реверсивного счетчдпса 3 пропор, пцоцальцо увеличивается длцтельцостьимпульсов сигнала с выхода преобразователя код-длцтельпость импульса 4,и двигатель 1 цачицает разгодиться.11 мпульсы частоты обратной связи Гс датчика скорости 2 поступают навход блока синхронизации 11, ца выхопе которого после поступления каждого импульса частоты Г Формируетсясддцн импульс совпадающий по времени с импульсом с третьего выхода геператора тактовьдх импульсов 6, Импульсы с выхода блока синхронизации 11 поступадот через второй элемент И 12 на вход вычитания реверсивного счетчика 3. Импульсы частот со второго и третьего выходов генератора тактовых импульсов 6 сдвинуты друг относительно друга с целью цсклдочения совпадающих ио нремедди импульсов на входах реверсивного счетчика 3.При широком диапазоне стабилизируемых скоростей в переходном режиме возможно возникновение условий, при когорых Г, Г иэдц Г, ), . В чае, если ГГ,возможна запись в реверсивном счетчике 3 максимального кода, Прц этом условии на выходе второго орьдддрователя импульсов 9 создается уровень, прц котором первый элемент И 8 закрыт. После этого цавход сложедцдя реверсивного счетчика 3 е пройдет следующий импульс частоты Г, и реверсцвцый счетчик 3 не переполнится. Следующий импульс частоты Г, уменьшит значение кода реверсивного счетчика 3 ц ца выходе ьторого Формирователя импульсов 9 создается уровень, при котором первый элемент И 8 открыт и производится дальнейшее сранцение частотЮ н д, .Ь случае, если Г.Г, в реверсивном счетчике 3 возможна запись мддддддмальддого кода. При этом условии на выходе первого форддддрователя импульсов 10 создается уровень, при котором второй элемент И 12 закрьдт, и ца дзход дзьдчитаддия реверсивного счйтчддка 3 це поступит следующий цм" пульс частоты Г , Следовательно, код реверсцнцого счетчика 3 не цзмецится скачком от мипцмального к максимальному. Следудощий импульс частоты Г, увеличит значение кода реверсивцого счетчика 3, 1 а выходе первого Ьормддрователя импульсов 1 О создается уровень, прц котором второй элемент И 2 открыт и производится дальнейшее сравцецце частот Г и Г,.ьФорсироваддие переходных процессов в системе осуещствляется с помощью преобразователя частота-код 13 и бло ка сравнения 14, На выходе преобразователя частота-код 13 формируется код 1 , пропорциональный входной частоте Г, . Коэфициеддт пропорциональности между 11,. ц Г определяет ся частотой с четвертого вьдхода гене1247837 ратора тактовых импульсов 6, котораявыбрана таким образом, чтобы при1; =1, выполнялось равенство М,=МВ случае отключения нагрузки отдвигателя 1 или уменьшения входного 5кода М з первый момент времениГ, Г , что соответственно приводитк неравенству кодов И, И . При этомусловии на первом выходе устройстваблока сравнения 14 создается уровень,0который закрывает первый элемент И 8,На вход сложения реверсивного счетчика 3 .импульсы частоты 1, проходитьне будут и за счет импульсов частотырезко уменьшится код реверсивцого счетчика 3. Уменьшение кода реверсивного счетчика 3 приводит к уменьшению длительности импульса, поступающего на двигатель 1, а, следовательно, и к уменьшению скорости вра .щения двигателя 1, что приводит кустановлешю равенства Г =1;, . Приустановлении Г =Г выполняется равенство И, =М и а первом выходеблока сравнения 14 создается уровень,25при котором первый элемент И 8 открыт, и производится дальнейшее сравнение частот Г, и 1;,В случае увеличения момента нагрузки или увеличения входного ко- З 0да Р 1, в первый момент времени установится неравенство 1; )1 , что соответственно вызывает неравенство кодов И,Л, . В этом случае на второмвыходе блока сравнения 14 создается З 5уровень, при котором второй элементИ 12 закрывается, и на вход вычитания реверсивного счетчика 3 не поступают импульсы частоты 1 , За счетпоступления только импульсов частоты 40Г код реверсивного счетчика 3 резковозрастает, Это приводит к увеличению длительности импульса, поступающего ца двигатель 1 и, следовательно;к увеличению скорости его вращения. 45Прн установлении равенства Г, =1;,устанавливается равенство Б, =И ина втором выходе блока сравнения 14создается уровень, при котором элемент И 12 открывается и происходит 50дальнейшее сравнение частот Г и ГТаким образом, за счет соответствующей блокировки частот Г, или Гв переходных режимах, изменение кодареверсивного счетчика 3 происходит 55пропорционально Г, или, а не разности этих частот (Г, -Г, ), что значительно повышает быстродействие системы, а, следовательно, и динамическую точность системы.В системе осуществляется постоянный контроль за выполнение равенства И, =И , В случае равенства кодов, на третьем выходе блока сравнения 14 присутствует высокий уровень, который ицдицируется индикатором 16,В случае неравенства кодов И, и И, высокий уровень на третьем выходе блока сравнения 14 пропадает и индикатор 16 гаснет, что соответствует приведенному алгоритму системы. В переходных режимах возможно мигание индикатора 16, обусловленное отработсой системой возмущающих воздействий. За счет введения корректирующего звена значительно уменьшается время смены кода в реверсивном счетчике в переходных режимах работы привода, что значительно повьппает быстродействие системы. формула изобретения Цифровая система управления, содержащая последовательно соединенные задатчик, преобразователь код-частота, первый элемент И, реверсивньп счетчик, преобразователь код-длительность импульсов, усилитель мощности, . двигатель, датчик скорости, блок синхронизации и второй элемент И, выходом соединенный с вторым входом реверсивного счетчика, а вторым входом - с выходом первого формирователя импульсов, подключенного входом к выходу реверсивного счетчика и к входу второго формирователя импульсов, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, и генератор тактовых импульсов, соединенный первым выходом с управляющим входом преобразователя код-длительность импульсов, вторым выходом - с управляющим входом преобразователя код-частота, а третьп выходом - с управляющим входом блока синхронпзации, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьппеция быстродействия системы, в ней дополнительно установлены блок сравнения, индикатор и преобразователь частота-код, соединейньп первым входом с выходом датчика скорости, вторым входом - с четвертым выходом генератора тактовых импульсов, а выходом -247837 .6ми - к третьим входам первото. и второго элементов И, а третьим выходомк индикатору. Составитель Ю. Гладкедактор И, Сегляник Техред В.Кадар орректор В. Бутяг 47. Тираж 836ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж, Ра аказ 41 писн Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1с первым входом блока сравнения,подключенного вторым входом к выходузадатчика, первым и вторым выходамитета СССРоткрытийская наб., д. 4/