Цифровая система программного управления

(59 4 С 05 В 19/18 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ Н АВТОРСКОМ 1е относится к автоматиельной технике и может я в цифровых системах го управления позиционимещающихся объектов.етения - повышение быстстемы за счет формиронной параболической торможения. зобрете ке и вычислит использоватьс автоматическо рованием переЦель иэобр родействия с вания уплотн гистограммы кп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт автоматизации управления и производства(56) Авторское свидетельство СССР Р 351200, кл. С 05 В 19/18, 1970.Авторское свидетельство СССР Р 447684, кл. С 05 В 11/26, 1973.Авторское свидетельство СССР 11 624210, кл. С 05 В 19/18, 1976.Авторское свидетельство СССР У 888074, кл. 6 05 В 19/18, С 05 В 19/407, 1981.(54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может использоваться в цифровыхсистемах автоматического управления.позиционированием перемещающихся объектов . Цель изобретения - повьппение быстродействия системы за счет формироваЯО 1460713 А 1 ния уплотненной параболической гистограммы торможения. Поставленная цель достигается тем, что в известную систему, содержащую блок задания программы, сумматор, элемент ИЛИ, блоквыделения старшего разряда, блокопределения четности старшего разряда, группу элементов ИЛИ, преобразователь двоичный код-напряжение,усилитель, блок управления и датчикобратной связи, введена группа элементов И. Введение новых элементови соответствующих связей позволяетформировать нелинейно изменяющуюся(по зависимости, близкой к параболической) по амплитуде гистограмму выходных сигналов преобразователя двоичный код-напряжение, соответствующих весам последовательно выделяемыхдвух старших и старших разрядов кодаразности ДЯ заданного и текущего по-.ложений объекта, те. остатка путиобработки, что увеличивает скоростьпроцесса позиционирования, так какторможение производится с ускорением,среднее значение которого приближает"ся к максимальному, 2 ил., 1 табл. 2Сущность изобретения состоит в новой дисциплине функционирования системы, позволяющей повысить коэф- фициент заполнения параболической диаграммы выходных сигналов преобразователя код-напряжение в функции кода разности заданного и текущего положений объекта, что ведет к соащению времени торможения объекта.50 3 146 О 71На Фиг, 1 представлена функцио:нальная схема цифровой системы программного управления; на фиг. 2 -зависимость амплитуды аналогового5сигнала на выходе преобразователядвоичный код"напряжение от кода разности заданного и текущего положенийобъекта.Система содержит блокзадания 10программы, сумматор.2, элемент ИЛИ3, блок 4 выделения старшего разряда, группу элементов И 51-5.2 п,блок 6 определения четности старшегоразряда, группу элементов ИЛИ 7.1- 157 п+1, преобразователь 8 двоичный коднапряжение, усилитель 9, блок 1 Оуправления и датчик 11 обратнойсвязи.Система работает следующим образом.Блок 1 задания программы выдаетв сумматор 2 код заданного положенияобъекта. Сумматор 2 формирует двоичный код разности заданного и текущего положений объекта, и 2 пмладшихразрядов двоичного кода разности поступают непосредственно в блок 4выделения старшего разряда, а 2 п-йи (2 п+1) - (2 п+р)-й старшие разряды ЗОпоступают на соответствующие входыэлемента ИЛИ 3, цифровой сигнал свыхода которого поступает на соответствующий 2 п-й вход блока 4.Блок 4 выделения старшего разрядаЗБразрешает прохождение лишь старшегоразряда поступающего на его входыкода, Код выделенного четного старшего разряда с выходов блока 4 выделения старшего разряда поступает навходы блока 6 определения четностистаршего разряда, который управляеткоэфФициентом преобразования преобразователя 8 двоичный код-напряжение, выдаваяна его управляющийвход цифровой сигнал, вызывающийуменьшение коэффициента преобразования преобразователя 8 двоичный коднапряжение в Й раз в том случае,когда номер выделенного старшегоразряда двоичного кода четный, иувеличивающий коэффициент преобразования преобразователя 8 двоичныйкод-иапряжение обратно до исходногозначения, когда номер выделенногостаршего разряда двоичного кода нечетный,Изменение коэффициента преобразования преобразователя 8 двоичный коднапряжение может быть выполнено раз"личными способами, например с помощью управляемого электронного ключа,переключающего резисторы в цепи обратной связи суммирующего усилителяв преобразователе 8 двоичный код-напряжение.Нечетные разряды выходного двоичного кода блока 4 выделения старшегоразряда передаются параллельно в порядке возрастания на второй - (и+1)-йразрядные входы преобразователя 8двоичный код-напряжение через второй - (и+1)-й элементы ИЛИгруппы.Поэтому при поочередном выделенииблоком 4 выделения старшего разряданечетных разрядов двоичного кода разности на выходе преобразователя 8.двоичный код-напряжение появляютсяаналоговые сигналы, представляющиев определенном масштабе, соответствующем большему из двух возможных значений коэффициентов преобразованияпреобразователя 8 двоичный код-напряжение, корни квадратные из весов,поочередно выделяемых блоком 4 выделения старшего разряда нечетныхразрядов двоичного кода разности.Четные разряды выходного кода блока 4 выделения старшего разряда передаются параллельно в порядке возрастания на третий - (п+1)-й разрядныевходы преобразователя 8 двоичныйкод-напряжения через третий - (и+1)-йэлементы ИЛИ 7 группы,Вес каждого четного разряда двоичного кода в 2 раза меньше веса, соответствующего ему большего нечетногоразряда, корень квадратный из весакаждого четного разряда двоичного кода в 2 раз меньше корня квадратногоиэ веса соответствующего ему большегонечетного разряда. Так как каждыйчетный разряд выходного двоичного кода блока 4 выделения старшего разрядапередается через.элементы ИЛИ 7 группы на тот же разрядный вход преобразователя 8 двоичный код-напряжение,что и соответствующий ему большийнечетный разряд, и при выделениистаршего четного разряда коэффициентпреобразователя 8 двоичный код-напряжение уменьшается в Б раз по сигналу от блока 6 определения четностистаршего разряда, то при последовательном выделении блоком 4 четныхразрядов на выходе преобразователя8 двоичный код-напряжение так же, 146071320 45 Аналоговый сигнал с выхода преобразователя 8 двоичный код-напряжение через усилитель 9 поступает на блок 10 управления, перемещающий объект и датчик 11 обратной связи, 50 Код текущего положения объектас выхода датчика 11 обратной связи поступает на первый (вычитающий) вход сумматора 1, который формирует новый код разности. Если этот код становится равным нулю, напряжение на вход усилителя 9 не подается и пере" мещение объекта заканчивается в данной точке. как и в случае с выделением нечетных разрядов, появляются аналоговые сигналы, представляющие собой корни квадратные из весов выделяемых четных разрядов, причем в том же масштабе, что и для случая выделения всех нечетных разрядов.Аналогично нечетные разряды сумматора 2, на единицу меньшие старших, 10 выявляемые нечетными, т.е. первым и третьим - (2 п)-м элементами И 5. группы передаются параллельно в порядке возрастания на первый - п-й разрядные входы преобразователя 8 15 двоичный код-напряжение через первый - и-й элементы ИЛИ 7 группы.Четные разряды сумматора 2, на единицу меньшие старших, выявляемые четными, т.е. вторым - (2 п)-м элементами И 5 группы, передаютсяпараллельно в порядке возрастания на первый - (и)-й разрядные входы преобразователя 8 двоичный код-напряжение через первый - (и)-й элементы 25 ИЛИ 7 группы.При выделении блоком 4 выделения старшего разряда как нечетных, так и четных разрядов двоичного кода разности и при выявлении элементами И 5 30 группы разрядовсумматора 2, на единицу меньших старших разрядов, на выходе преобразователя 8 двоичный коднапряжение формируется информация в соответствии с таблицей, 35Эта информация соответствует корню квадратному (умноженному на 2) нэ весов отдельных нечетных и четных разрядов двоичного кода разности .заданного и текущего положений объекта. Точность соответствия этой информации корню квадратному (умноженному на 2) из суммывесов двух старших разрядов составляет +27. Для оптимального по быстродействию процесса позиционирования характерно торможение с постоянным максимально допустимым по, величине ускорением, Связь скорости Ч и перемещения Б при движении с ускорениемопределяется зависимостью 71 а 28.Чтобы обеспечить такой закон движения, задание на скорость, т.е. выходное напряжение преобразователя 8двоичный код-напряжение, должно бытьсвязано с рассогласованием по перемещению параболической зависимостью,В предлагаемой системе обеспечивается формирование параболически (сточностью + 17) изменяющейся поамплитуде гистограммы напряжений А(фиг. 2), соответствующих весам последовательно выделяемых двух стар"ших и старших разрядов кода разностиДБ заданного и текущего положенийобъекта, что приближает быстродействие процесса позиционирования к оптимальному значению,формула изобретенияЦифровая система программного управления, содержащая группу элементов ИЛИ, блок вьделения старшего разряда, блок определения четности старшего разряда и последовательно соединенные преобразователь двоичный код-напряжение, усилитель, блок управления, датчик обратной связи и сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока задания программы, а 2 п(2 п+р) выходы старших разрядов сумматора подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с 2 п-входом блока вьделения старшего разряда, первый - (2 п)-й входы которого соединены соответственно с первым - (2 п)-м выходами младших разрядов сумматора, управляющий вход преобразователя двоичный код-напряжение соединен с выходом блока определения четности старшего разряда, входы которого соединены с соответствующими четными выходами блока вьделення старшего разряда, третьи входы второго (и)-го элементов ИЛИ группы соединены с соответствующими нечетными первым - (2 п)-м выходами блока вьделения старшего разряда, четвертые входы третьего - (и)-го элементов ИЛИ группы соединены с соответствующими1460113Содериимое сумматора 2 в дисхретах 2 3 4 6 8 26 24 32 48 64 96 28 тепениое число сснованием 2емуоответствуюиееге гт+г, г 73 гт гф 2+гф 2 2 +2+ 7 2 г 8 3 4 4, 5 5 лоха 42 омер вых Номер выхода элементов И 5 Номер раэряднотовхода преобраэователя 8 3 5,3 С,г 4 С,г Степевиое число с основанием 2, ему соответствующее гг+ге г г+2 ф 2 г +г2 г +г 24 2+2 2 Выходное эначениепреобраэователя 8в,определенном маситабе ф ге+2четными вторым - (2 п)-м выходами блока выделения старшего разряда, первый и второй входы (и+1)"го элемента ИЛИ группы соединены соответ 5 ственно с (2 п)-м и (2 п"2)-м выхо" дами блока выделения старшеГо разряда, второй и третий входы и-го элемента ИЛИ группы соединены соответственно с (2 п-Э)-м и (2 п)-м выхода О ми блока выделения старшего разряда, выходы первого - (и+1)-го элементов ИЛИ группы соединены соответственно с первым - (п+1)"и входами преобразователя двоичный код-напря Б жение, (п+2)-й вход которого соединен с 2 п-м выходом блока выделения старшего разряда, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введена группа элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым - (2 п)-м выходами сумматора, а вторые входы соединены соответственно с вторым - 2 п-м выходами блока выделения старшего разря," да, первые входы первого - и-го эле" ментов ИЛИ группы соединены с выходами соответствующих нечетных первого - (2 п-)=го элементов И группы, вторые входы первого - (и"1)-го элементов ИПИ группы соединены с выходами соответствующих четных второго - (2 п)-го элементов И группы.та по Жэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагарина,101 аказ 540/55 Тира НИИПИ Государственного коми 113035, МосПодписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб д. 4/5