Шаговая система экстремального управления

Сотоа СоеетеюаСоциалистическихРесаублнн ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(11)602917 К АВЮРСКОМУ СЗИ ЙТИЛЬСТМ сеид ву(Я 2) Заявлено 04. 04,76 (2 Ц 2121332/2 с арнсоединеи (23) Приоритет (43) Опублннов евтларетввхюий аеаиетВеаетв Меюетрев ВСЮе делан кзобрвтееЯа еткрнтий 15,04.783 юллетевь Ю 2 Л 088,8 ата опубликования описания 29.03.7 2) Авторыизобретени 1, Г. Василь., Осипэтов н В. В. Додон И. Нкколенк А. И 1) Заявитель асного Знамоумана вское ордена Ленина и ордена Трудовог высшее техническое училище им. Н, Э. 4) ШАГОВАЯ СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯе, от Изобретецие относится к самонастраивающимся системам автоматического регулирования и может быть использовано для оно тимизадии работы металлорежущих станков с числовым программным управлением,Известно устройство экстремального ре- гулирования металлорежущих станков предназначенных для одцокоординатного поиска за счет измецеиия числе оборотов привода главного движения 1.Известно также устройство, в котором реализуется способ автоматической настройки металлорежущего станка на оптимальный режим резания, основанный ца определении знаков приращения векторов фазовой плоскости системы с .учетом знака управляющего воздействия. Настройку осуществляют по комбинации сигналов, соответствующих знакам приращения периода стойкости ицстру мента и производительности инструмента и знвкам разности между текущим значением периода стойкости и заданным оптимвльнь 1 м значением 12.Эти уст ройства имеют малое быстрпейсттельно длительный процесс поис 2ка экстремума, низкую точность выхода цаэкстремумНаиболее близкой по технической сущнос-ти к данному изобретению является системаэкстремального регулирования шагового ти 5па содежащая датчик регулируемой величн 7ны, вход которого соединен с выходом объекта, а выход через последовательно соединенные первый ключ н первый блокпамяти1 10и последовательно еоедицепные второйключ и второй блок. памяти сседичен с соответствующими входами вычислителя показателя качества, задающий генератор, выходкоторого соединен непосредственнос первым 15триггером и через соответствующие элементы И с управляющими входами первого и второго ключей, реверсивный элемент, который через исполнительный механизм соединен совходом обьекта управления 131. В этом 0устройстве работа осуществляется по циклам. За время одного никла происходитопрос датчика регулируемой величинысигналы которого поступают яа первый нвторой блоки памяти и после сравнения обоих сигналов в.вычислителе показателя качества вырабатывается управляющий сигнал, воздействующий на исполнительный механизм. Причем, перед началом каждогоцикла происходит стирание ранее записананой информации в первом и во втором блоках памяти.Недостатками, такого устройства являются малое быстродействие, относительнодлительный процесс поиска экстремума,низкая точность выхода на экстремум; 16Целью изобретения являетса повышениеточности и быстродействия шаговой системы экстремального управдения.Поставленная цель достигается тем, чтов предлагаемой шаговой системе экстре- дмального унравлеция установлецы второйтриггер, инвертор и блок переключения,первый вход которого соединен с выходомвычислителя ЙОкэзателя качества иэпосредствеиио второй вход соединен со Вто-.РЫМ ВЫКРДОМ ВЫЧИСЗЯТЕЛЯ ПОКаватЕЛЯ Кафачастза чераз инвэртор управляющиевходы бароха переключения соейццаиь 3 ссоответствуююими выхояэмн парного трнггщ 3 а выход задающего генератора через рйторой триггер соединен со вторыми входдами еиемеитое И.В предлагаемой системе и новом цикиьпроисходит перезапись информации тольков одни блок памяти. Информация о положе зоиии рабочей точки на экстремальной характеристике записанная во втором блокепамяти, испопьзуэ 7.я в иовом цимлв.На фиг. 1 показана фуикциоццдьная схеМа ПРВДЛагаЕМРй, .ШаГОВОй СИСЛМЫ; Ца фцг, За2 . ДиаГрймма, иэясникиньн рабОту систеМЫ Гдв Ц Р 8 ГУЛЯРУемаЯ ВЕЛЦЧИНааОГ сцГнац с выхода вядаюадего Генератбвра,Система включает в себя датчик рагу=лнруемой величины 1 первый и вторОЙюючи 2,3,первый и второй блоки памя"тн 4,8, вь 1 числитель показателя качества6 иявертор.7 переключатель 3 Ревврсцвный элемент 9, исполнительный маханием1 О обьеет регулирования 11 эадрф)щий Генератор 12, йервый н второй триггеры13,14, первый н второй элемеиты И 15,16,Система работает следующим образом,Начальным состоянием системы считаем50момент, когда трпГГэр 14 находится втаком состоянии, при котором иа Вход элвмента И 15 поступает высЬкцй уровеньнапряжения разрешающий проход импуль. сам с генераторов 12,на управляющий вход55ключа 2; на вход элемента И 16. О этомЪслучае поступает низкий уровень напряжений, запрещающий проход импульса сГенератора импульсов 12 ил ключ 3, Пвр6 Овый импульс с генератора 12 проходит чарва элемент И 15, открывает ключ 2 ив блок памяти 4 записывается значениеэкстремальной характеристики УвпУсм. фиг. 2). Одновременно этот.же импульспереводит триггер 14 в противоположноесостояние при еотором раэрешаРся проходимпупьсаМ чвреа элемент И 16 И запрещается проход импульсам через элемент И 15.Двигатель исполнительного механизма 1 Оизменяет состояние объекта управления 11,перемещая рабочую точку по экстремальнойГхарактеристике. Через интервалвремени,определяемый периодом следования импульсов с генератора 12, второй импульс проходит через элемент И 16, открывает ключ3 и в блок памяти 5 записывается значение экстремальной характеристики Ъпц.(см. фиг. 2). Одновременно этот же.импульспереводит триггер 14 в первоначальное состояние. Вычислитель показателя качества6 вычисляет разность между значениямиэкстремальной характеристики, записаннымив блоках памяти 4 и 6, Выходное напряжение вычислителя иокааатепя еачюства 6 Опре ьделяэтся выралениемво ва идУщР - У а У -У щйУГриггвр 13 устанавливает блок переклиочеииа.8 в вопожеиие, при котором вхоцреверсивного элемента 9 соединяется неэпосредственнос выходом вычислителя показателя качества 6. В етом случае при движении системы.к экстремуму значение 0больше значения 31 . Сигнал разности а 9поступающий иа рввврацвцый элемент нм 6 еПоложительный эиак и система сокраняетнаправление движенияв случае, .если система движется От экстремума, значение Ойменьше У, Разность ЬЯ имеет отрицательалый знак ц реверсцвный элемент 9 проиэврдит изменение направления движения системы, Чере.а реверсцвный элемент 9сигпаа Ь 6 поступает иа исполнительный механиам 1 О, Двигатель исполнительного механизма 1 О вращается со скоростью, процарциональной приращению показателя качества,3 М иамвняет состояние объектауправления 11, перемещая рабочую точкупо экстремальной характеристике,Третий импульс, поступающий с гвнвратора 12, проходит черва элемент И 15, открывает ключ 2 и в блок памяти 4 записывается значение экстремальной характеристикиУп "-Юз(см. фиг, 3). Одновременно этот же импульс поступает на триггеры 13 и 14 переводя их в противоположное состояние, при котором разрешается проход импульсам через элемент И 16, Триггер 13 устанавливает блок переключения 8 в положение прн котором вход5реверсивного элемента 9 соединяется с выходом вычислителя показателя качества 6 через мнвертор 7, имеющий коэффициент передачи, равный (-1). В этом случае с выхода вычислителя показателя ка чества 6 снимается сигнал4 У=У 6 Л Уба = Уй-УЭ =ДУ 2 36 Л 5 6 й)с выхода инвертора 7 на реверснвный элемент 9 поступает инвертированный сигнал, равныйУ - У- ЛУХ 2 йИ случае при движении системы к экстремуму значение У больше значения ОСигнал разности 6,3 имеет отрицательный знак, Инвертированный сигнал разности, ц поступающий на реверсивный элемент 9, имеет положительный знак и система сохраняет первоначальное. направление движенияеВ случае, если система движется от . 20 экстремума, значение У меньше значения Яй. Сигнал разности й .имеет додожительиый знак. Инвертированный сигнал разности, поступающий на реверсивный элемент 9, имеет отрицательный знак и 26 реверсивный элемент 9 производит изменение направления. движения системы; Через реверсивный элемент 9 инвертированный сигнал поступают на исполнительный мехаф ннзм ХО. Двигатель исполнительного ме- Зф ханизма 10 вращается ео скоростью, про- . цционюьной приращению показателя качества 6.0.Слвдовательно, чем дальше рабочая точка находится от экстремума, тэм больше скорость вращения двигателя 6 З исполнительного механизма 10, В точке акстремума приращение показателя качества рамаз нулю в система работает в оптимбльиом рэжимееЧетвертый импульс, поступающий с гене- ф ритора 12.проходит через элемент И 16, открывает ключ 3 и в блок памяти 5 эааи сывается новое значение экстремальной характеристики. Одновременно этот же импульс переводит триггер 13 н 14 в про 6 тивоположное состояние. В этом случае вход реверсивного элемента 8 соединяется непосредственно с выходом вычислителя пю казателя качества 6 и весь процесс определения знака приращения показателя качества повторяется аналогично выше рассмотренному. С приходом пятого импульса с генератора импульсов 12 описанные про цессы повторяются снова.5таким образом, сигнал, поступающий на исполнительный механизм, обновляется в момент изменения значения экстремальной характеристики в одном из блоков памяти, что существенно повышает быстродействие по сравнению с прототипом, в котором сигнал, поступающий на исполнительный механизм обновляется после того, как будут записаны новые значения экстремаль- нФ характеристики в оба блока памяти, Кроме.того, увеличение частоты смены сигнала, поступающего на нсполнительйый механизм, значительно повышает точность работы сис темы, что особенно важно в области экстремума. Это положение имеет большое значение в случЬэ быстроменяющихся процессов, при которых требуется точное и быстрое (без задержки) слежение эа положением экстремума.Ф орм.ула изабре.тенияШаговая система экстремального управления, содержащая датчик регулируемой величины, вход которого соединен с выходом объекта; а выход через последовательно соэ динэикые первый ключ и первый блок памяти и пясяэдоватепьно соединенные второй ключ и второй блок памяти еоэдииэи с соответствующими вхоаамв вычислителя нокаэа- телк йачества, задающий генератор, выход которого соединен непосредственно с первым,риггэром и через соответствующие элементы И.с уцравлмющими входами первого и второт о ключей, ревэрсивиый элемент, который через исполиителькый механизм соединен ео входом объекта управления, о. т л ич а ю щ а я с я.: тэм, что, с целью повыаэнвя точности и быстродействия шаговой системы в ией установлены второй триггер, аивертор и блок переключения, первый вход Которого соединен с выходом вычислителя показателя качества непосредственно, второй, вход соединен ео вторым выходом вычислителя показателя качества через инвертор, управляющие входы блока переключения соединены а соответствующими выходами первого григ- гера, выход задающего генератора через второй триггер соединен со вторыми входами элементов И.Источники информации,.принятые во вниманив прн экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР И 332426, кп. О 05 З 11/06.2. Авторское свидетельство СССР М 199232, кл. Ц 21 с 46/50.3. Авторское свидетельство СССР И 166180, кл. С 05 В 13/02.Составитель Ю. Гладя.овРедактор Ж. Трофимова Техред 3, Фанта Корре Япемирс кая иси оае твССР нис тр открынаб и 4/ лиал ППП Па т" ит а Г У)кГород )Гл Прсек тнан Заказ 1848/43 цниипи 11303Тираи 1033 дарственного комитета по делам изобретений Москве Ж-Э 5, Рау 1 нск