Цифровая следящая система

(61) Дополнительное к ав (22) Заявлено 14. 06,76 (2 ид-ву 24 (51) М. 3726 С 0 ЬВ 1 и присоединением заявкиГооудоротоеокый комктет СССР оо делам изобретоной и открытий(71) За я вител ЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА ФРО 5 Изобретение относится к области систем автоматического управления, а именно, к позиционным следящим системамцифрового типа, применяемым, например,в станках с программным управлением,устройствах развертки знаков фотонаборных машин, комплексных системах авиационной автоматики,Широко известны позиционные следящие системы с цифровым заданием сигнала на входе и цифровым преобразова нием сигнала в цепи обратной связи, сприменением устройств функционального.преобразования напряжения во временнойкодированный интервал (Ц и 21,Недостатками указанных систем являются сравнительно низкое быстродействие, а также динамические ошибки,возникаюшие в результате цифровогопреобразования скорости ведомого вала.Наиболее близкой к описываемомуизобретению является система автоматического управления приводом с оптимальным режимом движения исполнительного начал циент авного изменения изменении коэфф механизма и торможения пр статизма, сод заданной инфо ные ко входам управления пр соединенные к ржашее блоки текущмвции, попарно потетрад сравненияводом, последоват ей илюченблок о онтрольный блок иблокировки, и выхои старших и младшподключенных к самконтрольного блокировки подсоединеия приводом Г 31. узел гулиров ды о их те диненныхрвд сравнествуюшим вхо выход узла б блоку управле груп ния тв ока, а ом этой системы являетсянт начала торможения фикительно рассогласования Недостаткто, что моме сирован отно и определяет шйм коду мл ние самого м я числом, соответствуюдших тетрад плюс эначеладшего разряда. Это принению от оптимального пою управления при вариапределах заданной инфородпт к откло ыстродействи ии в широких апии и не об спечивает минимальное Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспортаааачение времени регулирования и монотбиность переходного процесса.Белью изобретения является повышение быстродействия цифровой позиционной следящей системы с фотоалектрическим преобразователем накапливающеготипа в пепи обратной связи путем формирования релейного закона управленияс автоматическим определением моментапереключения исполнительного двигателяс режима разгона на режим торможенияпротивовключением,Поставленная цель достигается тем,что система содержит алемент И, делитель напряжения, два блоха коммутации,преобразователь напряжение - время,причем выход преобразователя од-напряжение через элемент И соединен с делителем напряжения, выходы которогочерез первый блок коммутации соединены с преобразователем напряжениевремя, связанным со вторым блокомкоммутапии, причем первый блок коммутации связан с блоком управления.На чертеже представлена блок-схемасистемы, содержащая блок управления1, реверсивный счетчик 2, блок анализа знака кода 3, блок записи кода вПКН 4, преобразователь код-напряжение (ПКН 5, схему И 6, блок функционального деления напряжения 7, первыйблок коммутации 8, преобразовательнапряжение-время 9, второй блок коммутаций 1 О, двухканальный релейныйусилитель 11, алектродвнгатель 12,редуктор 13, фотоалектрический датчик14, блок формирования импульсов направления врашения 15.Система работает следующим образом, Из внешнего командного устройства поступают сигналы установки нуляфУст,О кода угла и старт импульс.По сигналу фУст,0 реверсивный счетчйк 2, ПКН 5, а также триггеры Т 1,Т 2 и ТЗ первого блока коммутации 8устанавливаются и исходное (нулевое)положение, после чего в реверсивныйсчетчик 2 записывается код угла спризнаком знака. По сигналу "старт-нмпульсф открываются на период длительности атого импульса алементы И блоказаписи хода 4, и код из реверсивногосчетчика 2 через блок анализа знака 3записывается в ПКН, На выходе ПКН 5образуется напряжение величина которого пропорциональна коду угла, Это. напряжение поступает через схему Ина вход блока функционального делите 5 1 О 15 ля напряжения 7. Причем схема И пропускает напряжение в течение одного полного цикла запуска и торможения двигателя. Это обеспечивается триггером Т 1, который открывает схему И по сигналу астарт-импульс" через некоторое время (необходимое для преобра зовання хода в напряжение в схеме ПКН). На выходе блока 7 образуются напряжения двух значений одно пропорционально длительности разгона двигателя, второе длительности торможения противовключением. Сначала с помошью блока 9 преобразуется напряжение, пропорциональное длительности разгона двигателя, затем напряжение пропорциональное длительности торможения, Такая последовательность преобразования осушествляется первым блоком коммутапии 8 следуюшим образом. Триггер Т 2 посигналу старт-импульс открывает верхние схемы И в первом блоке коммутации 8, н напряжение пропорциональноедлительносги разгона, поступает на Цблок 9, который формирует прямоугольный импульс, пропорциональный длительности разгона двигателя, По заднемуфронту этого импульса с помошью формируюшего элемента Р образуется сигнал, который переводит триггер Т 2 внулевое положение, а триггер ТЗ в единичное положение. Этим самым верхниеалементы И закрываются а нижние открываются, и напряжение, пропорциональное длительноститорможения поступаетна блок 9. По заднему фронту импульсаторможения с помошью формирователясигнала Р триггеры Т 1 и ТЗ устанавливаются в исходное (нулевое) положение. При этом схема И на входе блоха7 разрывает цепь связи преобразователя код-напряжение 5 и блока 7.Сформированные на выходе преобразователя напряжение - время прямоуголь-.ные импульсы для разгона и торможениядвигателя поступают через второй блок : -коммутации 10 в зависимости от знакаугла насоответствующий канал двухканального релейного усилителя 11, Коммутация каналов усилителя 1 1 осушесьвляется вторым блоком коммутации 10Если знак угла - плюс то открываются две верхние схемы И блока 10,если "минус - две нижние схемы И.55йопустим знак угла "плюс". Тогда импульс разгона двигателя через верхнююсхему И блока 10 поступает на верхнийканал релейного усилителя РУ 1, а импульс торможения через вторую верхнюю схему И блока 10 на релейный усилитель РУ 2. Выходное напряжение РУ 1 обеспечивает вращение двигателя в прямом направлении, а напряжение усилителя РУ 2 - в обратном направлении.Если знак угламинус, то открываются две нижние схемы И блока 10, и импульс разгона двигателя поступает нв РУ 2, а импульс торможения на РУ 1, аПри наличии на выходе усилителя 11 напряжения, двигатель 12 поворачивает вал нагрузки и вал фотоалектрического . датчика 14 на определенный угол, соответствующий времени действия этого напряжения. На выходе блока 15 образуются импульсы, число которых пропорционально величине угла поворота вала, которые, поступая на реверсивный счетчик вычитаются изчисла записанного вначале преобразования кода. В результате полного цикла преобразования на выходе реверсивного счетчика, а сле- домтельно, и блока анализа знака 5 будет число нуль, В атом случае схема И в блоке 1 будет закрыта и сигнал, сформиромнный Р в первом блоке коммутации 8 об окончании цикла работы, не пройдет на алемент блока 1, формирующий импульс повторного запуска всей Зо . схемы. В. противном случае при любом другом числе, записанном в реверсивном счетчике, отличном от нуля, сигнал с Р пройдет через схему И блока 1 и цйкл работы всей схемы повторитсяСистема обладает высоким быстродействием зв счет формирования оптимального по времени переходного пропессазакона управления. Обработка системой заданного угла происходит за :один цикл, что достигается путем оптимального выбора соотношений длительностей импульсов разгона и торможения. Система имеет высокое быстродействие и достаточно простую и надежную схему.формула изобретенияЦифровая следящая система, содержащая последовательно соединенные реверсивный счетчик, блок анализа знака .кода, преобразователь код-нвпряЖение,блок управления, выходы которого связаны с реверсивным счетчиком, последовательно соединенные двухканальныйрелейный усилитель, двигатель и редук-тор, на млу которого установлен фотоалектрический датчик, соединенный сблоком формирования импульсов, связанным со входом .реверсивного счетчика,отличающаяся тем, что,сцелью повышения быстродействия системы, онв содержит элемент И, делительнапряжения, два блока коммутации, преобразователь напряжение время, причемвыход преобразователя код-напряжениечерез элемент И соединен с делителемнапряжения, выходы которого через первый блок коммутации соединены с преобразователем напряжение-время, связанным со вторым блоком коммутации, апервый блок коммутации связан с блоком управления,Источники информвции принятые вовнимание при акспертизе1. Преснухин Л. Н. фотоэлектрическиепреобразомтели информации. М., Машиностроение, 1974.2. Гельман Н. Н, Преобразомтелинапряжения в кодиромнный временнойинтервал, 1970.3. Авторское свидетельство СССР646304 оставитель Г. Нефедоваехред М. Борисова Корректор Л, Небола диктор С Закаэ 110/37ЦНИИ иал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 1014 ПИ Государственного комитет по делам иэобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушска