Система программного управления электроприводом

)4 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ формиего -.А. и Соэлектропри 982, с.255 ОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использованов станках с числовым программным управлением и промышленными роботами.Целью изобретения является повышениенадежности системы и конструктивноеее упрощение. Поставленная цель дости.гается за счет особенности выполненияблока скоростной обратной связи набазе элементов вычислительной техники. Система состоит из электропривода, вал которого связан с исполнительным органом и импульсным датчиком главной обратной связи, выходы Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано которого соединены с входами рователя импульсов, а через н с. входами блока коммутации, подключенного к выходам генератора тактовых импульсов и программного задатчика. Выход блока синхронизации через последовательно соединенные реверсивный счетчик, преобразователь код - напряжение, регуляторы положения и скорости соединены с входом усилителя мощности, выход котоого подключен к входу электропривода. Выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты и блок задержки связан с входом "Сброс" суммирующего счетчика, информационный вход которого подключен через блок ИЛИ к выходам формирователя импульсов. Выход суммирующего счетчика соединен с информационным входом дополнительного С преобразователя код - напряжение, вход записи которого подключен к выходу делителя частоты, а выход соединен с первым информационным входом ключа. Второй информационный вход ключа подключен к выходу преобразователя код - напряжение через инвертор, а выход - к второму входу регулятора скорости. Управляющий вход ключа соединен с выходом триггера знака, раздельные входы которого соединены с выходами формирователя импульсов. 1 ил Вв станках с числовым программным управленйем и промьппленными роботами.Цель изобретения - повышение надежности системы и конструктивногоее упрощения,На чертеже показана Функциональ 5ная схема системы.Система содержит электропривод 1,исполнительный орган 2, датчик 3главной обратной связи, Формирователь 4 импульсов, блок 5 коммутации,генератор 6 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, преобразователь 8 код - напряжение, регулятор9 положения, регулятор 10 скорости,усилитель 11 мощности, элемент ИЛИ 1512, суммирующий счетчик 13,преобразователь 14 код - напряжение, инвертор 15, ключ 16, триггер 17 знака,делитель 18 частоты, блок 19 задержки, блок 20 скоростной обратной связи и программный задатчик 21.Система работает следующим образом.Регулируемой величиной в даннойсистеме является угол поворота вала 25исполнительного органа 2. В ней осуществляется замкнутый принцип регулирования, В связи с этим имеется главная отрицательная обратная связь паположению исполнительного органа 2, ЗОреализованная с помощью датчика 3главной обратной связи, Формирователя 4 импульсов и блока 5 коммутации.Регулируемая величина изменяется позакону, заданному программой обработки изделия на станке, сформированнойв программном задатчике 21. Сигналзадания в зависимости от направленияобработки подается на один из входовблока 5 коммутации, пройдя который, 49он поступает либо на суммирующий, либо на вычитающий вход реверсивногосчетчика 7, Этот сигнал представляетсобой унитарный код, т.е. последовательность импульсов, число которыхпропорционально заданному программойперемещению, а частота следованияпропорциональна требуемой скоростиуглового перемещения исполнительногооргана 2, По цепи главной обратнойсвязи по положению на вход реверсивного счетчика 7 через блок 5 коммутации поступает такая же последовательность импульсов, уменьшающая содержание реверсивного счетчика 7 на числоимпульсов, пропорциональное отработанному перемещению, Разностный код,Фиксируемый реверсивным счетчиком 7,преобразуется в постоянное напряжейие в преобразователе 8 код - напряжение и подается на вход регулятора9 положения,Для обеспечения требуемых динамических характеристик системы(т.е. быстродействия, перерегулирования, запаса устойчивости по фазеи амплитуде) в ее состав вводятсякорректирующие элементы и связи. Вданной системе такими корректирующимиэлементами являются регулятор 9 положения, регулятор 10 скорости и блок20 скоростной обратной связи, содержащий элемент ИЛИ 12, суммирующийсчетчик 13, преобразователь 14 код -напряжение, инвертор 15, ключ 16,триггер 17 знака, делитель 18 частоты и блок 19 задержки. Регулятор 9положения и регулятор О скорости реализуются на основе серийно выпускаемых электрических регулирующих блоков, реализующих различные законы регулирования (пропорциональный П, интегральный И, дифференциальный Д,комбинированный ПИД), Чаще всего регулятор 9 положения реализует ПРД-закон регулирования, а регулятор 10скорости - П-закон регулирования. Вобщем случае регуляторы 9 и 10 положения и скорости имеют нескольковходов. В данной системе регулятор 10скорости осуществляет суммированиедвух сигналов: сигнала, характеризующего рассогласование в системе, и сигнала местной обратной связи, пропорционального скорости изменения выходной координаты системы, т,е. в системе реализуется положительная скоростная обратная связь.На выходе датчщса 3 главной обратной связи Формируются две последовательности импульсов, сдвинутые по фазе на четверть периода. Формирователь 4 импульсов представляет собойлогический блок, который на основеанализа очередности поступления импульсов на его два входа определяетнаправление перемещения исполнительного органа 2 ив зависимости от направления Формируют импульсные сигналы нана своем соответствующем выходе.Для того, чтобы исключить воэможность неправильной работы реверсивного счетчика 7 в результате одновременного поступления импульсов на обаего входа, предусмотрен блок 5 коммутации, Он обеспечивает наличие обязательного временного интервала между5 14817 импульсами, поступающими на входы сложения и вычитания реверсивного счетчика, Этот интервал составляет не менее половины периода тактовых5 импульсов, поступающих на тактовый вход блока 5 коммутации с выхода генератора 6 тактовых импульсов. Ба. входы блока 5 коммутации одновременно подаются три последовательности импульсов: на первый или второй информационные входы поступают программные импульсы задания, на третий или четвертый информационный входы поступают импульсы отработки и на тактовый 1 б вход подаются тактовые импульсы.Реверсивный счетчик 7 представляет собой счетчик с двумя раздельными информационными входами. При подаче импульсов на один из входов происходит их суммирование, а при подаче на второй происходит вычитание. Суммирующий счетчик 13 имеет один информационный суммирующий вход, соединенный с выходом элемента ИЛИ 12. 2 б Вход "Сброс" суммирующего счетчика 13 - это управляющий вход, который соединен с выходом блока 19 задержки. Преобразователь 14 код - напряже- ЗО ние в отличие от преобразователя 8 код - напряжение содержит встроенный регистр памяти. Информация записыва-, ется в него из суммирующего счетчика 13 в момент подачи выходного сигнала делителя 18 частоты на вход "Запись" преобразователя 14 код - напряжение.В статическом режиме импульсы на выходах формирователя 4 импульсов от сутствуют, суммирующий счетчик 13, сбрасываемый периодически выходными сигналами делителя 18 частоты,пребывает в нулевом состоянии, На выходе преобразователя 14 код " напряжение 45 имеет место нулевой сигнал. В динамическом режиме в зависимости от направления движения исполнительного органа 2 появляются импульсы на одном из выходов формирователя 4 импуль- ВО сов, Их количество за интервал, определяемый периодом следования импульсов с выхода делителя 18 частоты, оказывается пропорциональным.текуще,му значению производной углового перемещения исполнительного органа 2, Пропорциональным той же величине оказывается выходной сигнал преобразователя 14 код - напряжение, в который вводится код суммирующего счетчика 13 перед его сбросом. Момент сброса суммирующего счетчика 13 и момент пе резаписи преобразователя 14 код - напряжение разделяются интервалом времени и блоком 19 задержки,В зависимости от направления движения исполнительного органа 2 импульсы присутствуют только на одном выходе формирователя 4 импульсов, поэтому в конце каждого такта, определяемого делителем 18 частоты, состояние триггера 17 знака, управляемого 1по разным входам, несет в себе информацию о знаке производной. Триггер 17 знака определяет состояние ключа 16 и поэтому сигнал на выходе последнего определяется величиной и знаком производной, Этот сигнал и подается на второй вход регулятора 10 скорости.Из описания принципа действия предложенного блока 20 скоростной обратной связи, т.е, тахопреобразователя, следует, что он практическибеэынерционен. Сигнал на его выходе появляется через период следования импульсов делителя 18 частоты, которыйможет бытьсделан достаточно малым.Он не требует специальных механических сопряжений его с выходным валомэлектропривода 1, что приводит к конструктивному упрощению данной системы. Надежность его намного вьппе широко используемых электромеханическихустройств типа тахогенератора постоянного тока, что приводит к повьппениюнадежности системы.,формула изобретенияСистема программного управления электроприводом, содержащая блок коммутации, соединенный первым и вторым информационными входами с первым и с вторым выходами программного задатчика, третьим и четвертым информационным входами в . с первым и вторым выходами формирователя импульсов, а тактовым входом - с выходом генератора тактовых импульсов, и первым и вторым выходами - с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, подключенного выходом через преобразователь код - напряжение к входу регулятора положения, соединенного выходом с первым входом регулятора скорости, подключенного вторым входом к выходу бЛока скоростной обратной1481708 Составитель Г.НефедоваТехред Л. Сердюкова Коррект едактор А,Коз илипенко Заказ 2 б 87/47 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного койитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Рауаская наб. крытиям при ГКНТ СССР оизводственно.-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01 связи, а выходом через усилитель мощности - к входу электропривода, навыходном валу которого установленыисполнительный орган и датчик главнойобратной связи, соединенный первым ивторым выходами соответственно спервым и вторым входами формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности системы и конструктивногоее упрощения, в ней выход генераторатактовых импульсов и первый и второйвыходы формирователя импульсов.соединены соответственно с тактовым и спервым и вторым информационными входами блока скоростной обратной связи,который содержит делитель частоты,блок задержки, триггер знака и последовательно соединенные элемент ИЛИ,суммирующий счетчик, преобразователькод - напряжение, инвертор и ключ, 5выход которого является выходом блока, второй информационный вход соединен с выходом преобразователя код -напряжение, а управляющий вход - свыходом триггера знака, первый и второй входы которого соединены с первыми вторым входами элемента ИЛИ, которые являются первым и вторым информа"ционными входами блока, выход блоказадержки соединен с входом, сброса сум"мирующего счетчика, а вход - с входом записи преобразователя код - напряжение и с выходом делителя частоты, вход которого является тактовымвходом блока.