Цифровой нуль-орган

54) ЦйфРОВОЙ НУЛЬ-ОРГАН 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления для вычисления интегральной составляющей закона регулирования.Известен цифровой нуль-орган, содержащий преобразователь код-интервал, формирователь импульсов, схему совпадения, измеритель периода заданной частоты. Устройство используется для точного определения момента совпадения частот двух последовательностей импульсов, т.е. по существу является релейным компаратором 1.Недостатком этого нуль-органа является то, что он не может быть использован для преобразования разности частот двух импульсных после" довательностей в цифровой код.Наиболее близким к предлагаемому является цифровой нуль-орган, содер" жащий реверсивный счетчик, кодовые 2входы которого через узлы блокировки соединены с блоком синхронизации,на вход которого подаются импульсные .последовательности частоты задания,тактовой частоты и частоты обратной5 связи. Один из выходов блока синхронизации соединен с суммирующим входом, другой выход - с вычитавщим входом реверсивного счетчика. Этотнуль-орган производит сравнение импульсных последовательностей частоты задания и обратной связи и преобразует их в цифровой код, которыйзатем используется в системе цифро-.вого регулирования Е 2 Д,15 Недостатком известного нуль-органа является нечувствительность к изменению разности фаз между импульсными последовательностями частоты задания и обратной связи, т.е. пониженная точность работы.Цель изобретения - повышение точности работы нуль-органа.941998 5 в о 25 зв 35 :с 45 50 55 Блок-схема цифрового нуль-органа представлена на чертеже,Цифровой нуль-орган содержит триггеры 1 - 3,.элементы И 4 - б, реверсивный счетчик 7, дешифраторы 8 и 91вычитающий счетчик 10, дешифратор11, информационные входы 12 и 13,вход тактовых сигналов 14.Нуль-орган работает следующим образом. 3Поставленная цель достигается тем, что в цифровом нуль-органе, содержащем триггеры, элементы И, дешифраторы, реверсивный счетчик, вычитающий счетчик, причем первый информационный вход цифрового нуль-органа соединен со входами установки в единичное состояние .триггеров и со входом управления вычитающего счетчика, второй информационный вход цифрового нуль-органа подключен ко входу установки в нулевое состояние первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вход тактовых сигналов цифрового нуль-органа подключен ко вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным входом вычитающего счетчика, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, прямые выходы разрядов которо-. го подключены ко входам первого дешифратора, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, инверсные выходы разрядов которого соединены со входами второго дешифратора, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с четвертыми входами второго и первого элементов И соответственно, прямые выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к установочным входам разрядов вычитающего счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами третьего дешифратора, выход которого подключен ко входам установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров, прямой выход третьего триггера соединен со вторым входом третьего элемента И. В установившемся режиме (согласованном состоянии системы регулирования) справедливы соотношения Г = ЕОС, С = СОП 5 С, где К, и .КОС сйгналй на информационных входах 12 и 13 соответственно; ь - временной интервал, соответствующий .Фазовому сдвигу между Е и :Гос при равенстве их величины. Очередной импульс, поступающий в нуль-орган, осуществляет следующие переключения: триггеры 1 - 3 устанавливаются в состояние "1", разрешается перезапись кода реверсивного счетчика 7, соответствующего предыдущему значению С, в вычитающий счетчик 10. При этом элементы И 5, И 6 остаются в закрытом состоянии, а элемент И 4 открывается, и тактовые импульсы Г поступают на счетный вход вычитаю- щего счетчика 10, уменьшая его содержимое, Этот процесс продолжается до момента обнуления вычитающего счетчика 10, фиксируемого дешифратором 11, Выходным импульсом последнего триггер 1 устанавливается в состояние "0", а элемент И 4 закрывается.Код реверсивного счетчика 7 не изменяется, так как момент обнуления счетчика с точностью до То = 1/Ко совпадает с моментом поступления импульса Ес, и в течение цикла элементы И 5, И б, будут находиться в закрытом состоянии.В режиме больших возмущений Ла период Госпоступает несколько импульсов 1или наоборот) нуль-орган заходит в зону ограничения, так как заполнение реверсивного счетчика 7 фиксируется дешифратором 8, а его обнуление - дешифратором 9. В первом случае блокируется поступление импульсов на суммирующий вход реверсив-. ного счетчика 7, а во втором - на вычитающий. Вход в линейную зону регулирования обеспечивается после устрацнения рассогласования вплоть до Еъ= ЕВ прецизионных системах управления и регулирования динамическое отклонение регулируемого параметра весьма мало, время регулирования также мало. В таких системах использование. известного устройства, реагирующего на разность частот, невозможно. Особен" но часто указанный режим имеет место в системах, где частотный датчик регулируемого параметра имеет невысокую разрешающую способность, а такие5 9419 датчики е силу их простоты и надежности нашли преимущественное применение, например в цифровых системах управления электропроводами. В этой области наиболее эффективно исполь 5 зование предлагаемого цифрового нуль- органа.Таким образом, предлагаемый цифровой нуль-орган, сохранив достоинство известного устройства - цифровой выход, позволяет повысить чувствительность .к изменению разности фаз между импульсными последовательностями частот задания Ги обратной связи Го, что повышает точность работы.формула изобретенияЦифровой нуль-орган, содержащий триггеры, элементы И, дешифраторы реверсиеный счетчик, вычитающий счетчик, причем первый информационный вход цифрового нуль-органа соединен с входами установки в единичное состояние триггеров и с входом управления еычитающего счетчика, второй информационный вход цифрового нуль- .органа подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вход тактовых сигналов цифрового нуль-органа подключен к вторым входам первого и второго эле- З 5 ментов И и к первому входу третьего 98 6элемента И, выход которого соединен синформационным входом вычитающегосчетчика, о т л и ч а ю ш и й с ятем,что, с цельюповышения точностинуль-органа, выход первогоэлемента Исоединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, прямые выходы разрядовкоторого подключены к входампервогодешифратора, выход которого соединенс третьим входом первого элемента И,выход второго элемента И подключенк вычитающему входу реверсивногосчетчика, инверсные выходы разрядовкоторого соединены с входами второгодешифратора, выход которого подключенк третьему входу второго элемента И,прямой и инверсный выходы второготриггера соединены с четвертыми входами второго и первого элементов Исоответственно, прямые выходы разрядов реверсивного счетчика подключенык установочным входам разрядов вычитающего счетчика, выходы разрядовкоторого соединены с входами третьсго дешифратора, выход которого подключен к входам установки в нулевоесостояние второго и третьего триггеров, прямой выход третьего триггерасоединен с вторым входом третьегоэлемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР11 335685, кл. С 06 Г 7/04, 19692. Авторское свидетельство СССРпо заявке Н 2814403/18-24,кл. С 06 Р У/02, 1979 1 прототип).911998 т амщ38 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб каз ПодписноеСССРд илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель В. Белкинедактор Н. Егорова Техред Л. Пекарь Корректор И. Мус