Цифровое устройство для программного управления

-исследовательски изации управления про д енный ГОсудАРстВенный номитет сссРпО ДелА 11 изОБРетений и ОтнР 11 тЮ(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 351200, кл. С 05 В 19/18, 1970.2. Авторское свидетельство СССР У 44684, кл. 6 05 В 11/26, 1973 (прототип) .(54)(57) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРО ГРАМИИОГС УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок задания программы, сумматор, пе вый и второй элементы ИЛИ, преобразователь код-аналог, подключенный . через усилитель к входу электронривода, вал которого механически связан с датчиком перемещения, соединенный выходом с первым входом сумма тора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействи устройства, в него введены реверсивный счетчик импульсов, первые и вторые делители частоты, дешифратор по числу вторых и первых делителей частоты, первые и вторые элементы И и формирователь импульсов, подключ входом к выходу блока задания программы, а выходом - к входам пер,ЯО 1149220 вых делителей частоты и к второму входу сумматора, соединенного первым входом с входами вторых делителей частоты, подключенных выходами к первым входам соответствующих первых элементов И, связанных выходами с входами первого элемента ИЛИ, а вторыми входами - с соответствующими выходами дешифратора и с первыми входами соответствующих вторых элементов И, подключенных вторыми вхоамн соответствующих первых делителей частоты, а выходами - к входам второго элемента ИЛИ, связанного выходом с суммирующим входом реверс сивного счетчика, подключенного вы- Ч читающим входом к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом - к входу преобразователя код-аналог, причем вход дешиФратора соединен с выходом сумматора.2, Устройство по п. 1, о т л нч а ю щ е е с.я тем, что формирователь импульсов содержит блок совпадения, подключенный первым входом к входу формирователя импульсов, вторым входом - к выходу счетчика импульсов, а выходом - к управляющему входу ключа, соединенного входом с выходом генератора импульсов, а выходом - с выходом форьщрователя импульсов и со счетщим входом счетчика импульсов.11492Изобретение относится к автоматическому управлению производственными процессами и может быть применено в цифровых системах автоматического управления позиционированием раз-личных перемещающихся объектов.Известна цифровая система программного управления, содержащая входное устройство, блок текущего положения управляемого объекта, цифровую часть 16 сравнения заданного и текущего значений положения объекта, воздействующую на релейный блок управления перемещением объекта соединенный через редуктор и датчик обратной связи с И блоком текущего положения объектами.13.Недостатком этой системы является то, что релейный блок управления обеспечивает наиболее быстрое торможение лишь малоинерционных объектов с малыми скоростями, а при больших скорости и массе объекта управления не позволяет остановить его в заданном положении, что приводит к снижению точности и быстродействия системы в целом.Наиболее близкой к изобретению является цифровая система программного управления содержащая последовательно соединенные преобразователь код-напряжение, усилитель, блок упг ления, датчик обратной связи и сумми" рующий блок, вход которого соединен с выходом блока задания программы 21.Недостатками этой системы являются большое время торможения, необходимость применения корректирующих устройств и большой аппаратурвый объем, обусловленный тем, что разрядность преобразователя код-напряжение определяется разрядностьюкода,представляющего максимальный путь торможения объекта.Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в цифровое устройство для программного управления, содержащее блок задания программы, сумматор, нервьщ и второй элементы Или, преобразова" тель код-аналог, подключенный через усилитель к входу злектропривода, вал которого механически связан с датчиком перемещения, соединенным выходом с первым входом сумматоравведены реверсивный счетчик импульсов, первые и вторые делители частоты, дешифратор, по числу вторых и первых делителей частоты, первые и вторые 20 3элементы И и формирователь импульсов, подключенный входом к выходу блока задания программы, а выходом - к входам первых делителей частоты и к второму входу сумматора, соединенного первым входом с входами вторых делителей частоты, подключенных выходами к первым входам соответствующнх первых элементов И, связанных выходами с входами первого элемента ИЛИ, а вторыми входамис соогветствующими выходами дешифратора и с первыми входами соответ- ствующих вторых элементов И, подключенных вторыми входами к выходам соответствующих первых делителей частоты, а выходами - к входам второго элемента ИЛИ, связанного выходом с суммирующим входом реверсивного счетчика, подключенного вычитающим входом к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом - к входу преобразователя код-аналог, причем вход дешифратора соединен с выходом сумматора.Кроме того, формирователь импульсов содержит блок совпадения, подключенный первым входом к входу формирователя импульсов, вторым входом - к выходу счетчика импульсов, а выходом -. к управляющему входу ключа, соединенного входом с выходом генератора импульсов, а выходом - с выходом формирователя импульсов и со счетным входом счетчика импульсов.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг, 2 -функциональная схема Формирователяимпульсов; на фиг. 3 - зависимостьамплитуды аналогового сигнала А навыходе преобразователя код - аналогот рассогласования по перемещению 8пропорциональному разности числа задающих импульсов и числа импульсовобратной связи. Устройство содержит блок 1 зада"ния программы, .формирователь 2 импульсов, сумматор Э,. дешифратор 4, делители 5-10, первые и вторые элементы И 11-13 и 14-1 б первый 17 и второй 18 элементы ИЛИ и реверсивный счетчик 19 импульсов, преобразователь 20 код - аналог, усилитель 21 электродвигатель 22 постоянного тока И датчик 23 перемещения (обратной связи).Формирователь 2 импульсов фиг.2) содержит счетчик 24 импульсов, блок 25 совпадения, генератор 26 импуль" сов ключ 27,3 1149Устройство работает следующим образом.Код заданной величины перемещенияиз блока 1 задания программы, выполненного, например, на десятичных переключателях, поступает в блок 25, гдесравнивается с кодом счетчика 24,определяемым количеством импульсов,поступающим на его вход от генератора 26 через ключ 27. Последнийнаходится в замкнутом состоянии досовпадения кодов на входах блока 25совпадения, Таким образом, блок 2вырабатывает требуемое (т.е, соответствующее заданной величине пере"5мещения) количество задающих импульсов с частотой следования, определяемой генератором 26.Указанные импульсы поступают в сумматор 3, который формирует код рассогласования по перемещению, пропорциональный разности числа задающихимпульсов и числа импульсов, поступающих с датчика 23 обратной связи.Дешифратор 4 определяет участки рассогласования по перемещению, которыедолжны быть обработаны при различныхкоэффициентах усиления регулятора положения,В зависимости от выявленноГо участ- Зка в реверсивный счетчик 19 по каналам сложения и вючитания поступаютзадающие импульсы и импульсы с датчика 23 обратной связи или с частотой следования этих импульсов, есливыявлен участок от 0 до 8, .(черезделители 7 и 10 с коэффициентом передачи, равным единице, и через элементы И 13 и 16 и элементы ИЛИ 17 и 18),или с частотой определенной делителями 6 и 9 (с коэффициентом передачи40К с 1), если дешифратором 4 выявленучасток с 8 ( 8 ь 8 (через делители6 и 9, элементы И 12 и 15 и элементыИЛИ 17 и 18), или с частотой, определенной делителями 5 и 8 (с коэФФй 45циентом передачи К 1 с К, если заявленучасток с 88 (через делители 5 и 8,элементы И 11 и 14 и элементы ИЛИ 17и 18). Следовательно, циФровая инФормация на выходе реверсивного счетчика 19 будет кусочно-линейно зависйма"от цифровой информации ыа выходе суммирующего блока 3. Эта инФормация подается на преобразователь 2 Д код -аналог и через усилитель 21 поступает на электропривод 22, с которьмсвязан датчик 23 перемещения (обрат-ной связи),220 4Электропривод 22 в простейшем виде - это последовательно соединенные усилительно-преобразовательный каскад (например, тиристорный преобразователь, электромашинный усилитель, магнитный усилитель и дц,) и двигатель постоянного тока, вал которого механически связан с датчиком 23 перемещения (обратной связи). Информация с датчика 23 обратной связи подается на вычитающий вход сумматора 3, который формирует новыйкод рассогласования по перемещению. Если рассогласование по перемещению становится равным нулю, напряжение на вход усилителя 21 не подается, и перемещение объекта заканчивается в данной точке.Такая система увеличивает быстродействие за счет уменьшения времениторможения при позиционировании.Для оптимального по быстродействию, процесса позиционирования характерно торможение с постоянныи максимально допустимым по величине ускорением.Связь скорости и перемещения при равиоускоренном движении определяется соотношением9 = Г 2 аЗ,где 7 - скорость;а - ускорение;8 - перемещение.Чтобы обеспечить такой закон движения, задание на скорость, вйрабатываемое регулятором Голоження позиционной системы должно быть связанос рассогласованием по перемещению зависимостью, близкой к параболической, что и обеспечивается в даннойсистеме путем линейно-кусочного пре" образования цифровой информации орассогласовании по перемещению в аиалоговый сигнал для управления скоростью перемещения.,Рассогласования в точках излома этой характеристики на Фиг. 3 обозначены 8 и 8. (Для увеличения котличества точек излома требуются дополнительные .элементы И) .Упрощение устройства достигается за счет уменьшения разрядности преобразователя код - аналог, обусловленного тем, что ыа его вход подается кнформация уже Функционально (по кусочно линейному закону); зависимая от рассогласования по перемещению, На первом участке, где коэФФициент передачи делителей 7 и 10 К К 1, эта иыФориация равна рас149220 согласованию по перемещению. На втором участке она В М/К раз меньше раз 2ности Я -Б , на третьем участке в 1/к раз меньше разности 3 -3 н т,д.Следовательно с уменьшением каэф фициентов передач К, К и так далее требуемое количество разрядов преобразователя код - аналог уменьшается, так как информацня, поступающая на его вход, изменяется медленнее, чем 16 изменение рассогласования по перемещению т.е. уменьшение разрядности преобразователя код - аналог в предложенной системе обуславливается изменением (при помощи делителей 5,6 15 н 8,9) дискретности информации, поступающей на его вход. Это изменение дискретности проявляется (фиг, 3) как изменение величины ступенчатых участков Б. И бУменьшение необходимой разрядности преобразователя код - аналог в устройстве, предназначенном для точного. позиционирования объектов, име" ющих большой дуть торможения, является его существенным преимуществом, так как в этом спучае обычное построение системы может стать неприемлемым нз-за практической невозможности построения преобразователя код - аналог на необходимое число разрядов. Кроме того емкость сумматора предложенной системы определяется не максимальным заданием на перемещение, а максимальным рассогласованием по перемещению, которое может быть в несколько раз (и даже на несколько порядков) меньшим, чем задание на перемещение.1149220 орректор В. Бутя ктор И. Николайч Тираж 863 Государственного комитета елам изобретений и открыти осква, Ж, Раушская наб