Двухкоординатная система для программного управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 48 119 51)4 С 05 В 19 1 ИОАН ЕТЕНФ ЛЬСТ нин БондареПогодина СССР1972,ССР хемы. М.; Со., 63.аналомылени ными мент 45,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИ(71) Ленинградский ордена Леэлектротехнический институтим. В. И. Ульянова (Ленина)(54) ДВУХКООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам программного управления координатными перемещениями испытательных и технологических органов. Цель изобретения - повьппение быстродействия и точности системы программного управления. Данная цвухкоординатная система про раммного управления позволяет повысить лроизводительность и точность воспроизведения прямых контурных линий исполнительными органами подобных систем. В двухкоординатчую систему программного управления, со держащую блок 1 программного управя с последоват льно подключенрегистром 2 и множительным элеом 3, подключенныи к блоку прог1249483 раммного управления первый коммутатор б и подключенные к блоку программного управления два канала управления, состоящие из последовательно соединенных блока 8 сравнения, цифроаналогового преобразователя 9, сумматора 1 О корректирующихсигналов, сервопривода 11 исполнительного механизма и датчик 12 положения, подключенного к второму входублока сравнения, дополнительно введены последовательно соединенныевторой блок 4 сравнения, релейныйэлемент 5 и второй коммутатор 7,подключенный к блоку 1 программногоуправления, а в каждый канал управления введены сумматор,14 взвешенных сигналов и блок 13 датчиков скорости и ускорения, расположенный насервоприводе исполнительного механизма, причем входы сумматора 14 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам программного управления координатными перемещениями испытательных и технологических органов.Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и точности двухкоординатной системы программного управления путем формирования корректирующего сигнала и применения быстродействующего регулятора, обеспечиваю.щих сохранение задаваемой программной пропорциональности выходных переменных за счет поддержания пропорциональности координатных рассоглас,сований и всех измеряемых в серноприводах переменных состояния.Вновь вводимые блоки обеспечиваютбыстродействие процессу коррекции, 2 Отак как при нарушении заданной пропорциональности между каналами сравнивающее устройство дает сигнал нарелейный элемент, который через второй коммутатор посылает максимальныйсигнал соответствующего знака в ведо 1мый канал и тем самым сразу ликвидирует его отставание (опережение),подключены к выходам блока 13 датчиков скорости и ускорения и к выходуцифроаналогового преобразователя 9,а выходы сумматоров 14 взвешенныхсигналов через первый коммутатор бподключены к вторым входам множительного элемента 3 и второго блока 4сравнения, выход релейного элемента 5 через второй коммутатор 7 подключен к вторым входам сумматора 10корректирующих сигналов, а выходмножительного .элемента 3 подключен кпервому входу второго. блока сравнения. Изобретение может быть использовано в графопостроителях и координатографах с линейной интерполяцией,а также в системах программного управления металлорежущего оборудования и других системах линейного двухкоординатного перемещения исполнительного органа. 3 ил. На фиг. 1 приведена функциональная схема системы; на фиг. 2 - блок программного управления, вариант; на фиг, 3 - отдельные блоки на опера ционных усилителях, аналоговых переключателях и инверторе, вариант.Двухкоординатная система программного управления содержит блок программного управления, регистр 2, множительный элемент 3, блок 4 сравнения, релейный элемент 5, первый 6 и второй 7 коммутаторы, а также в каждом канале управления блок 8 срав нения, цифроаналоговый.преобразователь 9 сумматор 10 корректирующего сигнала, сервопривод 11 исполнительного механизма, датчик 12 положения, блок 13 датчиков скорости и ускорения и сумматор 14.взвешенных сигналов, Блок 1 программного управления содержит интерполятор 15, элемент 1 б сравнения, элемент НЕ 17, мультиплексор 18, делитель 19,схема (фиг.3) содержит также операционные усилители 20 - 27, аналоговыепереключатели 28-30, элемент И 31, цифровой преобразователь 32 , резисторы 33 - 5 б.15 25 ЗО 35 4 а 50 55 В двухкоординатной системе программного управления один из каналов является ведущим, работающим с максимальной скоростью, а второй с меньшей скоростью, определяемой углом наклона траектории: если угол наклона траектории к оси Х меньше 45 то ведущим является канал Х, в противном случае - ведущий канал У.Работа системы заключается в следующем.С блока 1 программного управления 1 подаются сигналы, соответствующие заданным перемещениям в каналах К и 9, на замкнутые следящие системы, состоящие из блока 8 сравнения, цифроаналогового преобразователя 9, сумматора О корректирующих сигналов, сервопривода 11 исполнительного механизма и датчика 12 положения, Остальная часть схемы вырабатывает дополнительный корректирующий сигнал, повышающий точность, подаваемый на второй вход сумматора 10 корректирующих сигналов. Для этого предусмотрен связанный с сервоприводом 11 исполнительного механизма блок 13 датчиков скорости и ускорения, дающий дополнительные сигналы, соответствующие скоростям и ускорениям перемещения сервопривода, которые суммируются с весовыми коэффициентами в сумматоре 14 взвешенных сигналов в аналоговой форме, выходы которых через коммутатор 6 подсоединяются к аналоговому входу множительного элемента 3 и первому входу блока 4 сравнения. Если угол накло - на траектории 1 (45 , то с выхода блока 1 программного управления на управляющий вход коммутатора 6 подается сигнал такой полярности, что коммутатор 6 соединяет выход сумматора 14 взвешенных сигналов (канала) со входом блока 4 сравнения, а соответствующий выход канала с входом множительного. элемента 3. При К)45 выход канала Ц подключается на вход блока 4 сравнения, а выход канала Х в . на вход множительного элемента 3. Тогда сигнал, подаваемый на анапоговый вход множительного элемента 3, умножается на тангенс угла наклона траектории ш, подаваемый ца цифровом коде с блока программного управления через регистр 2 на цифровой вход множитель- ного элемента 3, выход которого подключен на второй вход блока 4 сравне.ния. Таким образом, производитсясравнение взвешенных сигналов рассогласования с учетом заданного коэфыциента пропорциональности и черезрелейный элемент 5, и коммутатор 7,управляемый тем же двоичным сигналом, что и коммутатор 6, подает релейный сигнал рассогласования в ведомый канал на второй вход сумматора 10 корректирующего сигнала. Этотдополнительный корректирующий сигналобеспечивает пропорциональность перемешений и скоростей каналов ) и Ч какв установившемся, так и в переходныхрежимах, и является быстродействующим блогодаря релейному элементу. Блок 1 программного управлениявыдает следующие сигналы: задающиесигналы в каналы 1 и 5 (на входыблока 8) в соответствии с алгоритмом интерполяции; коэффициент наклона отуч резка интерполяции 1 р 1=- - -"- Х -Х при 1 (45 или С(ф - ) при К)45 в2 цифровом коде на блок 2; двоичный сигнал для управления коммутаторами 6 и 7 в зависимости от величины угла 1.Если интерполятор имеет импульсный выход, то блок 8 сравнения должен выполняться как реверсивный счет.чик и должен быть применен импульсный датчик положения.Под блоком 13 ;,атчиков понимаетсясовокупность измерителей (измерителей скорости, тока двигателя, а также идентификаторы переменных состояний при наличии неизмеряемых переменных),Множительный элемент 3, выполнен-,ный на схеме умножающего цифровогопреобразователя и операционном усилителе, представляет собой цифровой аттенюатор, т.е. цифроаналоговый преобразователь, вкотором вместо опорного напряжения используется переменный входной сигнал, а выходной аналоговый сигнал пропорционален произведению аналогового и цифрового входныхсигналов. Формула изобретения Двухкоординатная система для программного управления, содержащая блок программного управления, подключенный первым выходом через регистр квходу множительного элемента, вторымвыходом - к первому входу, первогокоммутатора, и два канала управления,каждыи из которых состоит иэ последовательно, соединенных первого блокасравнения, цифроаналогового преобразователя, сумматора корректирующихсигналов, сервопривода исполнительного механизма и датчика положения, 10выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второйвход которого соединен с соответствующим выходом блока программногоуправления, о т л и ч а ю щ а я с я 5тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, в неевведены последовательно соединенныевторой блок сравнения, релейныйэлемент и второй коммутатор, а в каждый канап управления введены сумматор взвешенных сигналов и блок датчи;ков скорости и ускорения, выходы которого соединены с первыми входамисумматора взвешенных сигналов, второй вход которого подключен к выходуцифроаналогового преобразователя, авыход - к соответствующему второмувходу первого коммутатора, первыйвыход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второйвыход первого коммутатора через множительный элемент соединен с вторымвходом второго блока сравнения, второй вход сумматора корректирующихсигналов каждого канала соединен ссоответствующим выходом второгокоммутатора , второй вход которогоподключен к второму выходу блока программного упра -вления.Тираж 83 бударственногом изобретенийва, Ж, Раущ Подпиомитета СССР о ПИ Го о делИос открытикая наб. 130