Система программного управления

111817669 Союз Советскик Социалистических Республик(51) М. Кл.з 6 05 В 19/407 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР ио делам изобретений н открытий(53) УДК 621.50355С 088.8) Дата опубликования описания 300381(54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение. относится к системам программного управления и может быть использовано, например, в системах управления электроприводами роботов- манипуляторов, а также в системах автоматического управления, применяемых в самых различных областях промышленности.Известна цифровая система управления, содержащая последовательно соединенные задающее устройство, сравнивающее устройство (цифровой сум- . матор), регистр управления, преобразователь код-напряжения, корректи рующее устройство, усилительно-пре образовательное устройство, исполнительный двигатель, механически связанный через редуктор с кодовым .датчиком, выход которого подключен ко входу сравнивающего уотройатва, 20 и блок синхронизации 1).Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является счетно-импульсная система программного управления, содержащая после довательно соединенные считывающее. устройство, формирователи, схему определения напряжения, реверсивный счетчик с выходами на последовательно соединенные дешифратор и блох 30 2цифровой индикации и схему равнозначности, которая соединена, с выхо-., дами устройства ввода, схема равно значности соединена.с последователь- но подключенными блоком управления приводом подач, схемой изменения коэФФициента пересчета счетчика, счетчиком фиксированного числа импульсов, триггером со счетным входом, логической схемой переполюсовки, а также последовательную цепочку из. триггера, стартстопного генератора схемы И, схемы ИЛИ и дифференцирующую цепь, выходом соединенную стриггером 21 .Недостатком известных устройств: является невысокое быстродействие и возможность перерегулирования,.Это объясняется .тем, что к исполнительному двигателю прикладывается напряжение, зависящее от величины рассогласования.Цель изобретения - повышение точности системы.Поставленная цель достигается тем, что в систему программного управления, содержащую блок сравнения, первый вход, которого соеди. - нен с первым выходом программно- задающего блока, блок управления35На чертеже представлена блок-схема системы.Система включает программно-задающий блок 1, блок 2 сравнения, четвертый элемент И 3, регистр (путиразгона) 4, компаратор 5, третий 40элемент И 6, Формирователь 7 импульса, второй элемент ИЛИ 8, блок 9сравнения, блок 10 памяти, реверсивиый счетчик 11 первый элемент ИЛИ12, датчик 13 скорости, усилитель 4514 мощности, первый и второй элементы И 15 и 16, генератор 17 импульсов, исполнительный двигатель 18,триггер, 19, нагрузку 20, г,зтчик 21положения и блок 22 управления сле Одящим приводом.Программно-задающий блок 1 задаетвеличину и направление требуемого перемещения нагрузки в виде двоичногокода и Формирует сигналы управлениятриггером 19 и генератором 17, Блок2 сравнивает величину требуемогоперемещения с величиной действительного положения нагрузки 20, поступающего с выхода датчика 21, и выдает на выход величину разности,Элемент И 3 управляет регистром4, в котором хранится код пути разгона,Компаратор 5 сравнивает величинырассогласования и пути разгона. б 5 бО следящим приводом, датчик положения,формирователь импульса и реверсивный счетчик, первый вйход которогосоединен с первым входом первогозлерента ИЛИ, а .первый и второй входы " с выходами соответственно первого и второго элемента И, подключен. ных первыми входами к соответствующим выходам триггера, введены блокпамяти, третий элемент И и последо- .вательно соединенные четвертый элемент И, регистр, компаратор, второйэлемент ИЛИ и генератор импульсов,выход которого подключен ко вторымвходам первого и второго элементовИ, а второй вход через первый элемент ИЛИ - к Первому входу третьегоэлемента И и ко второму выходу ре-.версивного счетчика, соединенноготретьим выходом через блок памятис первым входом блока управленияследящим приводом, а первым выходом.через Формирователь импульса - с первым входом четвертого элемента И,второй вход которого соединен с выходом датчика положения и со вторымвходом блока сравнения, подключенного выходом ко второму входу компаратора и к первому входу тертьегоэлемента И, выход которого соединенсо вторым входом блока управленияследящим приводом, а второй выход 3 Опрограммно-задающего блока и выходкомпаратора соединены с соответствующими входами триггера,Элемент И б управляет блоком 9и переключает систему с одного режима работы на другой (с режима оптимального быстродействия на режимстабилизации). Формирователь 7 формирует импульс разрешения на записьв регистр 4. Элементы ИЛИ 8 и 12управляют генератором 17. Блок 9сравнивает желаемое значение скорости с действительным и выдает значение их разности на усилитель 14, Вблоке 10 хранится закон оптимальногоизменения скорости, Счетчик 11 обеспечивает управление блоком 10 памяти,генератором 17 и элементами И 3 и б.Элементы И 15 и 16, генератор 17,триггер 19 управляют счетчиком 11.Система работает следующимобразом.В начальный момент на первом выходе блока 1 появляется код требуемого перемещения, поступивший на блок2, а по сигналу с его второго выходаосуществляется установка в "1" триггера 19 и через элемент ИЛИ 8запускается генератор 17 Одновременно на блок 9 сравнения через элемент И 6 поступает сигнал ошибки,знак которого запоминается.При этом импульсы с выхода генератора 17 поступают через элемент И 15на суммирующий вход счетчика 11,который начинает "счет вверх", первым импульсом закрывает элемент И би осуществляет дискретную выборку содержимого блока 10 со скоростью,определяемой частотой генератора 17.Система начинает разгон по заданномузакону изменения скорости и в моментдостижения счетчиком 11 верхней гра-.ф мницы происходит отключение генератора 17 (по сигналу с выхода элемента ИЛИ 12), запись в регистр 4значения пути разгона и переходсистемы на режим движения с постоянной скоростью.По мере отработки системой величины заданного перемещения величинаошибки на выходе блока 2 уменьшается, При равенстве оставшегося путиперемещения значению пути разгона,которое хранится в регистре 4, на выходе компаратора 5 появляется сигнал,устанавливающий триггер 19 в "0" ичерез элемент ИЛИ 8 запускающий гене-.ратор 17. При зтрм импульсы с выходагенератора 17 поступают через элемент И 16 на вычитающий вход счетчика 11. Содержимое счетчика умещаетсяи из блока 10 происходит дискретнаявыборка значений скорости, соответствующих оптимальному закону тормо"жения (в обратном порядке oо сравнению с режимом разгона),В момент достижения нижней границы счетчика появляется сигнал на еговтором выходе, который через элементИЛИ 12 отключает генератор 17 и открывает элемент И б. Система.переходит на режим стабилизации. При этом работает контур регулирования по положению и скорости.В предлагаемой системе разгон и торможение осуществляется по заранее рассчитанному оптимальному зако 5 ну, хранящемуся в блоке. памяти.Это позволяет реализовать практически любые законы оптимального управления, в. том числе учитывающие ограничения на высшие производные. Система обеспечивае 2 монотонные и быстродействующие переходные процессы. Ее применение в системах управления промышленными роботами повысит производительность обслуживающего оборудования и уменьшит динамические усилия 15 на элементы конструкции робота (за счет ограничений на высшие производные), Последнее приводит к увеличению долговечности роботов, уменьшит их вес и габариты.20Формула изобретенияСистема программного управления, содержащая блок сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом программно-задающего блока, блок управления следящим приводом, датчик положения, Формирователь импульса и реверсивный счетчик, первый ,выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а первый и второй входы - с выходами соответственно первого и второго элементов И, подключенных первыми вхо дами ксоответствующим выходам триг-:гера, отличающаяся тем,что, с целью повышения точности системы, в,нее введены блок памяти, третий элемент И и последовательносоединенные четвертый элемент И, регистр, компаратор, второй элементИЛИ и генератор импульсов, выходкоторого подключен ко вторым входампервого и второго элементов И, авторой вход через первый элемент ИЛИк первому входу третьего элементаИ и ко второму выходу реверсивногосчетчика, соединенного третьим выходом через блок памяти с первымвходом блока управления следящимприводом, а первым выходом через Формирователь импульса - с первым входом четвертого элемента И, второйвход которого соединен с выходомдатчика положения и со вторым входом блока сравнения, подключенноговыходом ко второму входу компаратора и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен совторым входом блока управленияследящим приводом, а второй выходпрограммно-задающего блока и выходкомпаратора соединены с соответствующими входами триггера.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Ботоврин А.А. и др, Цифровые,системы управления электроприводомЛ., "Энергия", 1977, с, 241.2. Авторское свидетельство СССРР 309352, кл 6 05 В 19/18 1969817669 Составитель Н. ВелинкоТехред .Е.Гаврилешко оррек дактор С. Тараненко акаэ 1465/63 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 940 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раущс