Следящая система

(51) 4 С 05 В 11/01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРФ 830290, кл. С 05 В 11/00; 1979.Авторское свидетельство СССРВ 1265692, кл, С 05 В 11/01, 1984.(57) Изобретение относится к автоматйческому управлению электроприводами и может бьггь использовано для автоматизации промышленных объектов, требующих повышенной плавности перемещений, Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы и снижение энергозатрат. Следящая система содержит двигательобъект 2 управления, преобразоваЯО 1474586 А 1 тель 3 положение-код, первый вычитатель 4, задатчик 5 входного сигнала, второй вычитатель 6, цифроаналоговый преобразователь 7, реверсивный счетчик 8, блок 9 установки начальных условий, коммутатор 10, первый 11 и второй 12 преобразователи код - частота, схему 13 сравнения частот, первый элемент ИЛИ 14,блок 30 дешифрации, первый дешифратор 15 блока 30 дешифрации, регистр 16, третий вычитатель 17, второй дешифра-тор 18 блока 30 дешифрации, Схема 13 сравнения частот содержит счетчик 19, дешифратор 20, КБ-триггер 21, первый 22 и второй 23 элементы ИЛИ, элемент И и элемент 25 задержки. Коммутатор 10 содержит первый 26 и второй 27 элементы И, элемент ИЛИ 28 и элемент НЕ 29. Введение в сигнал ошибки линейного элемента увеличивает равномерность отработки, 2 з,п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к автоматическому управлению электроприводами и может быть использовано для автоматизации промьппленных объектов, требующих повышенной плавности перемещения.Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы и снижение энергозатрат.На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемой системы; на фиг.2 - зависимости, поясняющие формирование траектории движения системы при отработке входного угла.Следящая система содержит двигатель 1, объект 2 упразднения, преобразователь 3 положение - код, первый вычитатель 4 задатчик 5 входного сигнала, второй вычитатель 6, цифроаналоговый преобразователь 7, реверсивный счетчик 8, блок 9 установки начальных условий, коммутатор 10, преобразователи 11 и 12 код - частота, схема 13 сравнения частот, элемент ИЛИ 14, дешифратор 15, регистр 16, третий вычитатель 17 и дешифратор 18.Схема 13 сравнения частот содержит счетчик 19, дешифратор 20, КБ- триггер 21, элементы ИЛИ 22 и 23, элемент И 24, элемент 25 задержки.Коммутатор 10 содержит элементы И 26 и 27, элемент ИЛИ 28, элемент НЕ 29. Дешифратор 15, элемент ИЛИ 14 и дешифратор 18 составляют блок 30 дешифрации.Система работает следующим образом.Координаты объекта 2 управления, задаваемые задатчиком 5, в двоичном коде поступают на группу входов первого вычитателя 4, другая группа входов которого соединена с выходом преобразователя 3 положение - код. Модуль разности кодов, соответствующий ошибке приведения, поступает на первый преобразователь 11 код - частота, преобразующий код в импульсы частотой, определяемой характеристикой вход - выход перво" го преобразователя 11 код - частота, а также на информационный вход блока 30 дешифрации, первый выход которого управляет записью в регистр 16 текущих координат объекта 2 управления, а второй выход которого используется для выдачи управляющего сигнала на схему 1.3 сравнения О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 частот при поступлении входного кода отработки угла с задатчика 5 вход" ного сигнала на первый вычитатель 4. Выход регистра 16 соединен с первым входом третьего вычитателя 17, второй вход которого связан с выходом преобразовтеля 3 положение - код, при этом код на выходе третьего 17 вычитателя представляет собой приращение угла поворота выходного вала объекта 2 управления относительно предыдущего значения выходного угла задатчика 5 входного сигнала, записанного в регистре 16, Этот код преобразуется во втором преобразователе 12 код - частота в импульсы, поступающие одновременно на коммутатор 10 и схему 13. На эти же устройства поступают импульсы с выхода первого преобразователя 11 код - частота. В схеме 13 сравнения частот происходит сравнение частот импульсов преобразователей код - частота и выдается сигнал на коммутатор 10, связанный выходом со счетным входом реверсивного счетчика 8 для пропуска импульсов требуемой частоты.В начальный момент времени, например при подаче питания на систему, блок 9 установки начальных условий выдает импульс, который поступает на вход записи реверсивного счетчика 8 и на входы установки начальных значений блока 30 дешифрации и схемы сравнения частот. При этом в реверсивный счетчик 8 и регистр 16 записывается код текущего положения объекта 2 управления, счетчик 19 сбрасывается в ноль, а КБ- триггер 21 устанавливается в единицу. В этот момент на выходе второго преобразователя 12 код - частота появляются импульсы, частота которых соответствует начальному значению Е . Эти импульсы не проходят на реверсивный 8 счетчик, так как сигналом единицы КЯ-триггера 21 его счетный вход в это время подключен к выходу первого преобразователя 11 код - частота и первому информационному входу коммутатора 10.При поступлении с задатчика 5 входного сигнала отработки угла на выходе первого вычитателя 4 появляется код ошибки приведения,поступающий одновременно на вход первого преобразователя 11 код - частота и на вход второго дешифратора 18, навыходе которого появляется сигнал "Единица", соответствующий началу отработки системой входного угла, который устанавливает КБ-триггер 21 в положение "Ноль", разрешая прохождение импульсов второго преобразователя 12 код - частота на счетный вход реверсивного счетчика 8 и запрещая поступление на него появившихся на выходе первого преобразователя 11 код - частота импульсов, частота которых определяется величиной ошибки приведения и характеристикой вход - выход первого преобразователя 11. По мере заполнения реверсивного счетчика 8 импульсами второго преобразователя 12 код - ча-. стота растет ток двигателя 1 и при достижении током величины, достаточной для преодоления момента сопротивления в механических узлах, начинается движение объекта 2 управления с нарастанием скорости.По мере увеличения выходного кода преобразователя 3 положение - код растет значение кода на выходе третьего вычитателя 17 и в соответствии с этим увеличивается выходная частота второго преобразователя 12 код - частота. Таким образом, происходит разгон двигателя 1 и объекта 2 управления в соответствии с характеристикой вход - выход второго преобразователя 12 код - частота.По мере движения объекта 2 управления уменьшается ошибка приведения, а следовательно, и выходная частота первого преобразователя 11 код - частота, и при равенстве частот первого 11 и второго 12 преобразователей код - частота система переходит в режим торможения в соответствии с характеристикой вход - выход первого преобразователя 11 код - частота, Происходит это следующим образом. Импульсы с выхода второго преобразователя 12 код - частота поступают на элемент И 24 и через элемент 25 задержки и первый элемент ИЛИ 22 на вход сброса счетчика 19, на счетный вход которого подаются импульсы с выхода первого преобразователя 11 код - частота.В момент поступления очередного импульса с второго преобразователя 12 код - частота на выходе счетчика 19 имеется код, соответствующий 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50.55 числу импульсов, поступивших с первого преобразователя 11 код - частота с момента поступления предыдущегоимпульса второго преобразователя 12код - частота, т.е. за период следования импульсов с второго преобразователя 12 код - частота,Если величина этого кода превышает единицу, т.е. поступило болееодного импульса,на выходе дешифратора 20 устанавливается сигнал"Ноль", который при поступленииочередного импульса с второго преобразователя 12 код - частота запрещает его прохождение на вход установки единицы КБ-триггера 21, В тоже время поступивший импульс черезэлемент 25 задержки и первый элемент ИЛИ 22 поступает на вход сброса счетчика 19 и устанавливает наего выходе нулевой код с задержкой,равной длительности импульса, Еслиза период следования импульсов свторого преобразователя 12 код - частота на счетный вход счетчика 19поступил один импульс, либо не поступило ни одного импульса с первогопреобразователя 11 код - частота,т.е. частота импульсов первого преобразователя 11 код - частота сталаравной частоте импульсов второгопреобразователя 12 код - частота,то к моменту прихода очередногоимпульса с второго преобразователя12 код - частота на выходе счетчика19 устанавливается код либо нуля,либо единицы. При этом на выходедешифратора 20 появится сигнал единицы и поступивший на второй входэлемента И 24 импульс через элементыИ 24 и ИЛИ 23 поступит на вход установки единицы КБ-триггера 21 иустановит КЯ-триггер 21 в состояние"Единица", а счетчик 19 с задержкой,равной длительности импульса, будетсброшен в ноль. Сигналом единицыКЯ-триггер 21 разрешит прохождение.импульсов первого преобразователя11 код - частота на реверсивныйсчетчик 8 и запретит поступлениена него импульсов с второго преобразователя 12 код - частота,С этого момента движение системы определяется выходной частотойпервого преобразователя 11 код - частота, которая уменьшается по мереприближения объекта 2 управления кзаданному положению. В момент до1474586 стижения объектом 2 управления за- с данного положения на выходе первого п вычитателя 4 появится нулевой код,т поступающий на вход дешифратора с 15, сигнал "Единица" на выходе ко- г торого возникает только при подаче с на вход нулей во всех разрядах цифв рового кода. Появившийся сигналн "Единица" с выхода дешифратора 15 10 о поступает на вход записи регистра Р 16 и на вход сброса счетчика 19, вн результате этого в регистр 16 поп информационным входам записываетсяв код текущего положения объекта 2 уп в равления, а счетчик 19 сбрасываетз ся в ноль. При этом система приходит с .в исходное состояние и готова к от- н работке следующей ступеньки. При на- щ личин ненулевого кода на выходе 20 ш первого вычитателя 4 после достиже- с ния объектом 2 управления заданного н положения на выходе первого преоб- к разователя 11 код - частота появля- Р ются импульсы, которые установят нуж н ную разность на выходе второго вы- т читателя 6 для установки объектар 2 управления в заданное положение. гТаким образом, отработка системой входного угла осуществляется в О в два этапа. На начальном участке происходит разгон двигателя в соответствии с характеристикой второго преобразователя 12 код - частота. В момент равенства частот первого 11 и второго 12 преобразователей кодчастота (фиг,2). система переключается на частоту первого преобразователя 11 код - частота и осуществляется торможение и стабилизацияобъекта 2 управления в заданном положении. В результате того, что разгон двигателя 1 на начальном этапе происходит за счет последовательного нарастания выходной частотывторого преобразователя 12 код - частота, характеристика вход - вы,ход которого может быть выбрана всоответствии с заданными требованиями, повышается равномерность движе;ния нагрузки и снижаются затратыэнергии в ходе переходного процесса,Формула изобретения 1. Следящая система, содержащаязадатчик входного сигнала, выход.которого соединен с первым входомпервого вычитателя, выход модуля игнала которого соединен с входомервого преобразователя код - частоа, а выход знака сигнала соединенвходом установки знака реверсивноо счетчика, выход которого соединенпервым входом второго вычитателя,ыход которого через последовательо соединенные цифроаналоговый пребразователь, двигатель, объект упавления и преобразователь положеие - код соединен с вторым входомервого вычитателя, вторым входомторого вычитателя и информационнымходом реверсивного счетчика, входаписи начальных условий которогооединен с выходом блока установкиачальных условий, о т л и ч а юа я с я тем, что, с целью повыения помехозащищенности системы инижения энергозатрат, дополнительо введены второй преобразовательод - частота, третий вычитатель,егистр, .блок дешифрации, схема сравения частот и коммутатор, выход коорого соединен со счетным входомеверсивного счетчика, выход первоо вычитателя соединен с информационным входом блока дешифрации, перый и второй выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами схемы сравнения частот,первый и второй информационные входы которой соединены соответственно с выходами первого и второго преобразователей код - частота, выходыкоторых соединены соответственно спервым и вторым информационными входами коммутатора, управляющий входкоторого соединен с выходом схемысравнения частот, установочный входкоторой соединен с выходом блока -установки начальных условий, и с входом установки начальных условий блока дешифрации, третий выход блокадешифрации соединен с входом записирегистра, информационный вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего вычитателей, выходрегистра соединен с первым входомтретьего вычитателя, выход которогосоединен с входом второго преобразователя код - частота.2. Система по п.1, о т л и ч а - 55ю щ а я с я тем, что схема сравнения частот содержит КЯ-триггер, выход которого является выходом схемысравнения частот, первый управляющий вход которой .соединен с первым1474586 соединен с первым входом второгоэлемента ИЛИ,Составитель Г,Нефедова Редактор Н.Рогулич Техред Л.Сердюкова Корректор Л.ПилипенкоЗаказ 1891/44 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,101 входом первого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с входом сбросасчетчика, счетный вход которого соединен с первым информационным входом схемы сравнения частот, второйинформационный вход которой соединен с вторым входом элемента И и через элемент задержки с вторым входомпервого элемента ИЛИ, выход счетчика через дешифратор соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которогосоединен с Я-входом КБ-триггера,К-вход которого соединен с вторымуправляющим входом схемы сравнениячастот, установочный вход которой 3, Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что коммутатор содержит элемент ИЛИ, выход которого является выходом коммутатора, управляющий вход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И, первый и второй информационные входы коммутатора соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ.