Цифровой следящий привод

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 070782,бюллетень Мо 25 ИМ Кл з05 В 11/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088;8) Дата опубликования описания 070782(54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для регистрации измерительной информации в цифровой форме при высоких требованиях к скорости и точности ее вывода.Известна цифровая следящая система, содержащая поразрядное кодовое сравнивающее устройство, дающее информацию о рассогласовании кодов приемного регистра и преобразователя угол - код через триггер запоминания знака разности кодов и триггеры за- пуска на усилитель и двигатель, с валом которого связан тахогенератор, преднаэначеный совместно с усилителем постоянного тока для введения скоростной обратной связи. Сигнал управления скоростью отработки выраба тывается триггером управления, подключающим сигнал обратной связи по . скорости через ключ системы 1 .Недостатком такой системы является сложность, обусловленная наличием поразрядного разнесенного во времени сравнения кодов, наличием тахогенератора, усилителя постоянного тока и системы управления подключением сигнала обратной связи по скорости в зависимости от величины рассогласования, З 0 Наиболее близким к изобретению является цифровой следящий привод, содержащий первый сумматор, последовательно соединенные входной регистр блок сравнения, преобразователь код длительность импульса, первый 1 ь -триггер и последовательно соединенные блок управления и двигатель, вал которого механически связан с преобразо.- вателем перемещение - код, ра зрядные выходы которого подключены к соответствующим вторьм входам блока сравнения 2) .Данный привод нормально Функционирует лишь при совпадении знаков скорости и перемещения подвижной части, т.е. в первом и третьем квадрантах фазовой плоскости.Во втором и четвертом квадрантах система оказывается неработоспособной и, следовательно, имеет ограниченную область применения, что является ее основным недостатком.Цель изобретения - расширение области применения привода.Указанная цель достигается тем, что в цифровой следящий привод введены элемент 2 И-ИЛИ, второй, третий,и четвертый ь.)-триггеры, элемент И, последовательно соединенные второй сумматор и пятый 13 -триггер и последова 941926тельно соединенные генератоо тактовых импульсов и счетчик импульсов,первый выход которого подключен кк первому входу элемента И, второйвыход - к вторым входам преобразователя код - длительность импульса иэлемента И, а также к тактовым входам второго, третьего и четвертогоО-триггеров, выходы которых соединены соответственно с первым входомсумматора, с первым входом второгосумматора и со вторым входом второгосумматора, третий вход которого подключен к информационному входу чет" 0 вертогоР -триггера и к второму раэряд 65 ному выходу преобразователя перемеще ние - код, а выход - к информационному входу пятого 13 -триггера, тактовый вход которого соединен с выходом элемента И и с тактовьм входом пер- вогоЭ -триггера, а выход - с первым входом элемента 2 И-ИЛИ, второй, тре- тий и четвертый входы которого под" ключены соответственно к первому выходу первогоР -триггера, к второму выходу первогоО -триггера и к знаковому выходу блока сравнения , а вы ход - к входу блока управления, причем первый разрядный выход преобразователя перемещение - код соединен с тактовыми входами второго и третье- гоО -триггеров и с вторым входом пер- ЗО вого сумматора, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов.На фиг.1 приведена блок-схема привода; на фиг.2 - фазовые траектории 35 движения привода; на фиг.3 - временные диаграммы сигналов на выходах Функциональных блоков..Цифровой следящий привод содержит входной регистр 1, блок сравнения 2, 40 преобразователь код - длИтельность импульса 3, первый Э -триггер 4, элемент 2 К-ИЛИ 5, блок. управления б,двигатель 7, преобразователь перемещение - код 8, генератор тактовых импульсов 9, счетчик импульсов 10, элемент .И 11, второй 1)-триггер 12, третий 2 -триггер 13, четвертый О-триггер 14, пятый О-триггер 15, первый и второй сумматоры 16 и 17, положения изображающей точки подвижной части привода обозначены; Х, в ; Х, выходные сигналы Функциональных блоков привода - Цз,п, где и-" номер Функционального блока.Привод работает следующим образом.Отработка рассогласования Д вход,ного ХЬ и компенсирующего кода ХК поступающего с преобразователя перемещение - код 8, происходит по такому закону, чтобы за минимальное вре мя привести привод в точку нулевого рассогласования с нулевой скоростью. Эта оптимальная с точки зрения быстродействия привода зависимость скорости движения подвижной части системы от рассогласования (линия переключения) формируется преобразователем код - длительность импульса 3. реальная скорость движения подвижной части привода в каждый момент време- ни опредеЛяется интервалом времени, эа который изменяется младший разряд кода преобразователя перемещение код 8На фиг.2 изображена оптимальная линия переключения (пунктирная линия) и траектория изображающей точки Х подвижной части привода. Условно взят случаЯ положительной разности Ь= Хб-Х и положительной скорости изображающей точки привода, т.е. первый квадрант фаэовой плоскости привода. В зависимости от положения изображающей точки Х привода относительно оптимальной линии переключения, которое определяется 0 -триггером 4 и знаков скорости и рассогласования, определяющих номер квадранта фазовой плоскости, элемент 2 И-ИЛИ 5 совместно с блоком управления б и двигателем 7 осуществляет режим разгона или режим торможения привода, Таким образом .реализуется движение изображающей точки привода, близкое к оптимальной траектории. Преобразователь код - длительность импульса 3 формирует импульсы определенной длительности в соответствии с кодом разности входного и компенсирующего кодов, поступающим с выходов блока сравнения 2. Выходной сигнал преобразователя 3 поступает на информационный вход первого О -триггера 4,который тактируется импульсами с выхода элемента И 11.При каждом изменении младшего разряда преобразователя перемещение - код 8 первЫй сумматор 1 б устачавливается в состояние 1, снимается обнуление счетчика импульсов 10 и.он последовательно проходит несколько состояний. На входы элемента И 11 поступает. прямой и.инверсный сигналы старшего разряда счетчика импульсов 10. Поэтому элементом И 11 дешифрируется комбинация ф 01. Выходным сигналом элемента И 11 тактируются первый 4 и пятый 15 Э -триггеры, В Х) -триггер 4 переписывается состояние преобразователя код - длительность импульса 3, а в Р -триггер 15 переписывается сигнал знака скорости с выхода второго сумматора 17. После этого инверсным сигналом старшего разряда счетчика импульсов 10 происходит установка преобразователя код - длительность импульса 3 в состояние ф 1 ф, а задний.фронт этого сигнала тактирует второй 12, третий 13 и четвертый 14 1,) "триггеры. В результате в них записывается информация, поступающая на информационные входы, При этом на выходе первого сумматора 16 устанавливается 1 Оф, счетчик импульсов 10бнуляется и находится в этом состояи до следующего изменения младшего разряда преобразователя перемещение код 8. Если скорость подвижной части привода ниже допустимой в данный момент времени при данном рассогласовании, то к моменту прихода фронта установка 1) -триггера 4 закончится формирование импульса в преобразователе коддлительность импульса 3, 0 -триггер 4 установится в состояние 10 0 и двигатель будет разгоняться, Если же скорость выше допустимой в данный момент времени при данном рассогласовании, то формирование импульса не успеет закончиться, Р -триггер 15 4 установится в состояние ф 1 ф и включится реверс двигателя. Сигналы знака рассогласования кодов с выхода блока сравнения 2, знака скорости с выходами -триггера 15 и сигнал по ложения изображающей точки привода в данный момент времени, формируемый 1) -триггером 4, поступают на элемент 2 И-ИЛИ 5, выходной сигнал которого вводится в блок управления 6 двигателем 7.Направление движения привода определяется по изменению состояний двух младших разрядов компенсирующего кода. Для этого служат третий и четвертыйР -триггеры 13 и 14, второй сумматор 17, осуществляющий суммированиепо модулю два и пятый 1) -триггер15.Таким .образом, данный привод позволяет осуществлять управление положением объекта при любых сочетаниях знаков скорости и рассогласования,. что расширяет область применения припривода, и дает определенный технико экономический эФфект, . 40Формула изобретенияЦифровой следящий привод, содержа щий первый сумматор, последовательно соединенные входной регйстр, блок сравнения, преобразователь код - длительность импульса, первый 13 -триггер и последовательно соединенные блок управления и двигатель, вал которого механически связан с преобразователем перемещение - код, разрядные выходы которого подключены к соответствующим вторым входам блока сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения области применения привода, в него введены элемент 2 И-ИЛИ, второй, третий и четвертый О -триггеры, элемент И, последовательно соединенные второй сумматори пятый Р -триггер и последовательносоединенные генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов, первый выходкоторого подключен к первому входуэлемента И, второй выход - к вторымвходам преобразователя код - длительность импульса и элемента И, а такжек тактовым входам второго, третьегои четвертого 17 -триггеров, выходы которых соединены соответственно с первым входом первого сумматора, с первым входом второго сумматора и совторым входом второго сумматора, третий вход которого подключен к информационному входу четвертого Р -триггера и к второму разрядному выходупреобразователя перемещение - кода выход - к информационному входупятого Р -триггера, тактовый вход которого соединен с выходом элемента Ии с тактовым входом первого 0 -триггера, а выход - с первым входом элемента 2 И-ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому выходу первого Р -триггера, к второму выходу первого 1 Э -триггера и к знаковому выходублока сравнения, а выход - к входублока управления, причем первый разрядный выход преобразователя перемещение - код соединен с тактовыми входами второго и третьего 0 -триггерови с вторым входом первого сумматора,выход которого подключен к второмувходу счетчика импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 541143, кл. Й 05 В 11/26, 1976.2. Авторское свидетельство сГсРпо заявке Р 2688045/18-24,кл. С 05 В 11/26, 1978 (прототип).