Корректирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) 5 В 5/01 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Тпс,фрр,с АНИ ОБРЕТ ся коррекдающее сво мого устя является Р 24 лем инфотики и уменьш йства за и В.Г.Клименк атной хар системы ил цель досо в нем с(г 4 = СССР980.СР1980 идетельств 5 В 13/04, етельство 05 В 13/04) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО щ + и ) /гнал устройс к вычис ыть истносит и може ользовано в системах числово еталлорежу лени управления в диагносинских комп истема И); щ - шаг сдв 1 2хМ) э о х мед К АВТОРСКО(71) Институт иАН СССР(56) Авторское сУ 877471, кл, САвторское свиУ 10232811 кл. С 57) Изобретение ительной техник программного упращими станками, вроботами-манипулятических и лечебн ВИ ЕТЕЛЬСТ лексах, в которых требует тирующее устройство, обла ствами модели корректируе ройства. Целью изобретени повышение быстродействия ние колебательности устро счет реализации в нем обр теристики корректируемой устройства. Поставленная тигается за счет того, чт еализован алгоритм видао+1= (х(п) - ) . с(п-п) 1 сгде х(п) - входнойва; с (и) - выходнойва; 1 с(щ + ) - импулфункции корректируемвременная задержка;вания (п = 0,1,2га по времени (щ =2 ил,сигнал устроист ьсная переходна ого объекта; и шаг кванто(2) у(п) = х(п - ),(4) Изобретение относится к робототехнике, станкостроению и к медицинской технике и может быть использовано в системах числового программногоуправления металлорежущими станками,системах управления роботами-манипуляторами в диагностических и лечебных медицинских комплексах, в которых требуется корректирующее устройство, обладающее свойствами обратной модели корректируемого устройст ва,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей 15устройства за счет реализации в немобратной характеристики корректируе мой системы .или устройства,На фиг. 1 приведена блок-схема,: устройства на фиг. 2 - блок-схемаблока памяти.Устройство содержит блок 1 задания дискретных значений временнойхарактеристики, вычислительный блок2, блок 3 памяти, вход 4 и выход 5 25устройства, генератор 6 импульсов,блоки 7 умножения, сумматор 8, блок9 деления, элемент 10 временной задержки, ячейки 11, 12 памяти, синхровход 13 блока памяти, элемент 14временной задержки, ключ 15, элемент16 временной задержки.В основу разработки данного устройства легли следующие предпосылки,При синтезе систем автоматнческо 35го управления возникает проблемасоздания корректирующего устройства,передаточная функция которого И (р)определяется выражением где Щр) - передаточная функция следящей системыДля непрерывных систем автоматического управления условие (1) физически неосуществимо, а приближенное его выполнение связано с техническими трудностями,В системах же с дискретным (цифровым) вводом управляющей информации,как показали исследования, возможенсинтез цифрового корректирующегоустройства, приближенно удовлетворяющего условию (1), Эта возможностьреализована в устройстве (фиг. 1), вкотором используется вычислительныйалгоритм нс(п) =х(п) - : с(п - т) 1 с(тп + гпгде с(п) - выходная величина устройства;х(п) - входное управляющее воздействие.;к( ) - временная характеристикаследящей системы;ль - промежуток времени от нуля до первого используемо- ,Ф"го значения временной характеристики.Передаточная функция корректирующего вычислительного устройства, реализующего алгоритм (2), приближенно может быть записана в виделИ(о) е /И И), (3) х хгде И,(1) и Я (ц) - дискретные передаточные функциикорректирующегоустройства и следящей системы.,Установка устройства с передаточ" ной функцией (3) на входе следящей системы существенно повьппает ее динамическую точность, так как позволяет обеспечить следующее соотношение между задающим воздействием х(п) и выходным сигналом у(п): где ь - временная задержка, котораяможет быть пренебрежимо малой в сравнении с инерционностью следящей системы.Если же работающее по алгоритму (2) корректирующее устройство используется в контуре адаптивной корректировки циклически повторяющегося управляющего воздействия, резко повышается скорость сходимости процес- са корректировки. Ошибки управления, вызванные как задающим воздействием, так и повторяющимися возмущениями, могут быть полностью подавлены после одного цикла корректировки, В этом случае для выходного сигнала справедливо выражение у (и) = х (и),= 2,3 (5) где 4 - номер цикла отработки входного (задающего ) воздействиями3 14065у (и) - выходной сигнал следящей сис -темы;хо(п) - циклически повторяющеесявходное воздействие.Из выражений (4) и (5) следует,5что системы управления, оснащенныеданным корректирующим устройством,по динамической точности и скоростисходимости процессов адаптации превосходят известные,Корректирующее устройство (фиг,1)функционирует следующим образом.По входу 4 устройства на третийвход вычислительного блока 2 поступает входное воздействие х(п), а свыхода 5 вычислительного блока 2 ивсего устройства снимается выходнойсигнал с(п),На первый вход вычислительногоблока 2 с выходов ячеек 11 и 12 памяти блока 1 задания постоянно подаются и значений временной характеристики корректируемой следящей системы1(г) 1(+ 1) 1( гъ + 1 1)для которой предназначено данноекорректирующее устройство. В первойячейке памяти хранится первое значение временной характеристики - К(полагаем 1 с(0) = О, что справедливодля реальных систем).Элемент. 16 временной задержки осу.ществляет временную задержку всехзначений выходного сигнала с(п) надискрету времени для обеспечения нормальной работы блока 3 памяти, Последний имеет (И - 1) элементов 10временных задержек, с выходов которых на второй вход вычислительногоблока 2 подаются сдвинутые междусобой по дискрету времени значениявыходного сигнала с(п): с(п - 1),с(п - 2), , с(п - И + 1).Вычислительный блок 2 обрабатывает поступающую по трем входам информацию в соответствии с алгоритмом(2), Он может быть реализован какаппаратно, так и на микропроцессоре,в программном обеспечении которогореализуется алгоритм (2).Вычислительный блок (фиг. 2) функционирует следующим образом.В п-.й момент времени на входыщ-го блока 7 умножения (щ = 1,2И - 1) поступает сигнал с(п - щ)-говыхода блока 3 памяти и сигнал Е(щ + 55+ ) с ячейки 12 памяти блока 1 задания. Выходной сигнал каждого блока 7 умножения щ имеет вид(6) Указанные сигналы поступают наотрицательные входы сумматора 8 наположительный вход которого по входу5 подается входное воздействие устройства х(п). Выходной сигнал сумматора 8, поступающий на вход делимое блока 9 деления, имеет видЙ 11 ,= х(п) - , с(п - щ) 1 с(щ ++ л (7)На вход делителя блока 9 деленияпоступает величина 1 с первойячейки 11 памяти блока 1 задания,поэтому выходной сигнал сумматора 8уменьшается блоком деления в КИ)раз, отсюда и следует, что устройство (фиг. 2) работает по алгоритму (2) .Указанные выше отличительные особенности устройства позволяют расширить его функциональные возможности, сохранив на том же уровне егобыстродействие и колебательность засчет реализации в нем обратной характеристики корректируемой системыили устройства,Формула изобретенияКорректирующее устройство, содержащее сумматор, соединенный выходом с входом делимого блока деления, выход которого является выходом устройства, (и - 1) блдков умножения и блок задания дискретных значений временной характеристики, выходы которого, начиная с второго, подключены к первым входам соответствующих блоков умножения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет реализации в нем обратной характеристики корректируемой системы, в нем дополнительно установлены генератор импульсов и блок памяти, подключенный информационным входом к выходу блока деления, синхровходом - к выходу генератора импульсов, а выходами - к вторым входам соответствующих блоков умножения, первый вход сумматора является входом устройства, а остальные входы объединены с выходами соответствующих блоков умноженйя, первый выход блока задания дискретных значений временной характеристики соединен с входом делителя блока деления.1406563 П( Составитель Г,НефедоТехред М.Дидык ректор И,Муска едактор М,Цитк Тираж 866 ППИ Государственного комитета Со делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб Заказ 3191/4 одписное 130 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная