Декодирующее устройство «код-угловое» перемещение вала

гЗИ 724 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 25.11,1971 ( 1627889/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 25.Ч 11,1973, Бюллетень31Дата опубликования описания ЗО.Х 1.1973 М. Кл. Н ОЗЙ 13/02 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий25 Изобретение предназначено для применения в цифровых управляющих системах, осуществляющих прямое цифровое регулирование технологического процесса, а также в разных устройствах автоматики и телемеханики, где требуется преобразование двоичного кода в аналоговые сигналы с отработкой выходиой ко. ординаты по известным законам регулирования.Существуют декодирующие преобразователи цифровой код-угол поворота (одноканальные и многоканальные) на базе шагового следящего привода.Известные устройства преобразуют двоичный код в пропорциональное значение угла поворота. После подачи на вход преобразуемого кода через время 1 преобразования на выходе устанавливается соответствующий угол поворота.Отработка угла поворота происходит, равномерно с постоянной скоростью в течение минимально возможнопо отрезка времени 1,р,Такие преобразователи могут быть приметоены для отработки управляющих воздействий только при наличии в управляющей счстеме локальных регуляторов.Иначе обстоит дело в цифровых управляющих системах, где вычислительный комплекс осуществляет большое количество алгоритмов управления и не может ограничиться выполпением только алгоритма отработки законов регулирования, Таким образом, примененне обычных декодирующих преобразователей для отработки управляющих:воздействии на объект связан либо с неоправданно большим расходом машинного времени на воздействие, либо с наличием в системе локальных регуляторов местной автоматики, содержащих в себе большой объем оборудования. Таким обра зом основным недостатком существующих декодирующих преобразователей код-угол является отсутствие в самом преобразователе возможности отработки выходной координаты по известным законам регулирования.15 Основная цель изобретения заключается ьразработке некоторых цифровых узлов дополнительно к известному декодирующему преобразователю код-угол с тем, чтобы осуществить изменение выходной координаты (угла 20 поворота) согласно уравнению:(ДиТ - Д(п - 1) ТпТг(и+ 1) Т, (1)где а (Т) - положение регулирующего органа (исполнительного мехатоизма), в данном случае выход пре образователя (угол поворота);3ЛПТ 1 - дискретные значения отклоне:ния регулируемой величины от ее заданного значения в моменты времени 1 Т, 2 Т пТ;Т - время одного такта (периодквантования);К. Кг. Кз - коэффициенты пропорциональности каждой составляющей уравнения (1),Все три составляющие уравнения и требуемое время интегрирования Тв виде кода,поступают от вычислительного,комплекса, который после этого освобождается для выполнения других задач, а преобразователь работает с отработкой выходной координаты (угла) по заданному закону.Цель изобретения - создание декодирующего преобразователя, который позволяет в процессе преобразования производить изменение выходной координаты (угла поворота вала) при наличии на входе исходных кодовых значений закона движения. Это упрощает всю управляющую систему, так как для некоторых объектов нет принципиальной надобности при таком способе отработки управляющих воздействий в.наличии локальных регуляторов местной автоматики. Это позволяет также существеннло повысить производительность вычислительного комплекса при многоканальном цифровом управлении и регулирования технологических процессов. При этом существенно расширяется область применения самого декодирующего преобразователя.Сущность изобретения заключается в том, что, с целью расширения области применения декодирующего преобразователя код-угол, осуществления движения выходной координаты (угла поворота) преобразователя в каждом такте преобразования по разным законам регулирования, повышения пропускной апособности вычислительного комплекса при многоканальном цифровом управлении и регулировании объекта, а также упрощения всей управляющей системы за счет отсутствия части локальных, регуляторов местной автоматики, в нем входная преобразуемая кодовая величина а(1),разделяется на три составляющие согласно уравнению (1). Первая из них К,ЛпТ 1 - пропорциональная составляющая (а,), вторая К 2 ХЬБТ 1 - ,интегральная составляющая (а), третья Кз 1 йпТ) -- Л(п - 1) Т 11 - дифференциальная составляющая движения (ао ) выходной координаты (угла, поворота), Кодовые значения этих составляющих, поступившие от вычислительного комплекса записываются в соответствующие регистры. Каждый регистр представляет собой число-импульсный преобразователь параллельного двоичного кода. Развертка процесса преобразования (в каждом такте) производится по времени и по ординате следующим образом: сумма пропорциональной и дифференциальной составляющей записывается в одном число-импульсном преобразова на чертеже максимальная частота генератора обозначена а произвольная частота на вы ходе делителя - ь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4теле, дифференпиальная составляющими записывается в другом преобразователе, интегральная составляющая - в третьем преобразователе; время интегрирования, также получаемое в виде кода от вычислительного комплекса, записывается:в регистр делителя частоты.Сигналом пуск начинается преобразование. Вначале производится отработка пропорциональной и дифференциальной составляющей движения вала, отработка суммы этих двух составляющих производится с максимально возможной скоростью (частота ,), Конец преобразования этих составляющих фиксирует запуск преобразователя, в котором записана дифференциальная составляющая и изменяет состояние триггера знака, следовательно, производигся реверсивная отработка дифференциальной составляющей с той же частотой. Конец реверсивного преобразования дифференциальной составляющей,фиксирует запуск преобразователя и изменение триггера знака. С помощью преобразователя, в котором записана интегральная составляющая, производится отработка интегральной части преобразования (или движения вала) уже с меньшей скоростью, которая определяется кодовым значением времени интегрирования Т (т. е. соответствующей частотой ), Конец отработки интегральной составляющей фиксирует конец данного такта преобразования. Следовательно, сущность изобретения заключается в том, что процесс цифро-аналогового преобразования в каждом такте развертывается по времени и выходной величине таким образом, что выходная координата (угол поворота вала) изменяется по известным законам движения регулирующего органа как это происходит в локальных системах автоматического регулирования.На фиг. 1 изображен предлагаемый декодирующий преобразователь код-угол; на фиг. 2 изображен график изменения выходной координаты предлагаемого устройства в функции времени,Он содержит редуктор 1, шаговый двигатель 2, кольцевой коммутатор для управления фазовыми обмотками шагового двигателя 3, схемы И 4, схемы ИЛИб, преобразователи код - число импульсов б, 7, 8, триггер знака 9, делитель частоты 10, формирователь 11.Первый преобразователь кода б производиг отработку суммы нропорциональной и дифференциальной частей движения, второй 7 производит реверсивную отработку дифференциальной составляющей движения выходной координаты. Третий 8 производит отработку интегральной составляющей движения. Делитель частоты 10 представляет собой источник последовательности импульсов для управления преобразователями. Триггер знака 9 определяет направление движения вала, Кроме того,391724 КЯпТ + К, КТ 1.с 5На входы устройства подаются сигналы - признаки закона движения.Устройство работает следующим образом.Величина преобразуемого кода, разделен. ная на три составляющие, записывается в трех разных число-импульсных преобразователях, при этом в первом б записывается сумма пропорциональной и дифференциальной составляющих ап +ад, во втором 7 - дифференциальная составляющая ад и в третьем 8 - интегральная составляющая аи.В делителе частоты 10 записывается требуемое значение частоты которым однозначно определяется и требуемое время интегрирования Ти, а в триггере знака 9 - направления ,вращения. При наличии всех указанных исходных значениях кода сигналом пуск записывается 1 в старшем разряде первого преобразователя 6, и шаговый двигатель будет отрабатывать пропорциональную и дифференциальную составляющие движений с большой частотой 1 соответствующей максимальной частоте данного типа шагового двигателя, В конце отработки этих двух составляющих в результате заполнения счетчика преобразователя б и возвращения его старшего разряда в исходное состояние формируется сигнал записи 1 в старший разряд второго преобразователя 7 и опрокидывается триггер знака 9.Таким образом шаговый двигатель начинает,реверсивную отработку дифференциальной составляющей движения той же высокой частотой ,. После возвращения старшего,разряда счетчика преобразователя 7 в исходное состояние формируется сигнал за(писи 1 в старший разряд счетчика третьего преобразователя 8 и одновременно производится возвращение триггера знака в исходное состояние.Таким образом шаговый двигатель продолжает отработку угла по интегральному закону, так как преобразователь 8 управляется импульсами частоты ; от делителя частоты 10 и значения ;(,. Суммарное перемещение вала будет соответствовать сумме только двух составляющих движения - пропорциональной и интегральной: 6В момент (см, фиг. 2) 1, начинается преобразование, т. е. движение выходиой,координаты. К моменту 1 заканчивается отработкапропорциональной части движения (а,) и5 сразу начинается отработка дифференциальной составляющей движения (ад ), котораязаканчивается к моменту 1,. В течение времени (Тз - 1 а) производится реверсивная отработка дифференциальной составляющей движе 10 ния. В момент 1, начинается отработка интегральной составляющей движения, которая заканчивается через время7 и - п 315 где г - момент конца преобразования.Предмет изобретенияДекодирующее устройство код-угловоеперемещение вала, содержащее редуктор, пос 20 ледовательно соединенный с шаговым двигателем и кольцевым коммутатором, преобразователи кода и триггер знака, отличающеесятем, что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения устройства, в неговведены делитель частотыформирователи,схемы И и ИЛИ, выходы преобразователей кода соединены через соответствующиепервую, вторую и третьи схемы И, последовательно соединенные со схемой ИЛИ, спервыми входами четвертой и пятой схем И,вторые входы которых соединены с выходамитриггера знака, а выходы подключены к:кольцевому коммутатору, один из входов каждогопреобразователя кода соединен с выходом соз 5 ответствующей схемы И, вторые входы первой и второй схем И подключены непосредственно, а второй вход третьей схемы И -через вторую схему ИЛИ к делителю частоты, третьи входы первой и второй схем И40 соединены со,входами устройства, вторые входы второго и третьего преобразователя кодасоединены через третью схему ИЛИ со входом триггера знака и через формирователиподключены соответственно к выходу первого45 преобразователя кода и к выходу четвертойсхемы ИЛИ, первый вход которой соединенс выходом второго преобразователя кода, второй вход - со входом устройства, а третий -через шестую схему И соединен с выходом5 о первого преобразователя кода и со входомустройства,391724 фиг 2 Составитель М. Черенковаактор Е. Гончар Техред Т. Миронова Корректор А. Дзесова Подписноистров СССР аказ 3119/13ЦНИИП Типография, пр. Сапун Изд, Юо 815 осударствениого коми по делам изобретен Москва, Ж, Рауш