Цифровая следящая система

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1835 РЕСПУБЛИ 9 у 05 В 15/О ИЕ ИЗОБРЕТ СА ДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО управлен объектам является является ном режи вычитате цифроан литель 6..Прискорости импульсо устройств генератор 6-7 - 8-9 - 1 3, 12-14 А ым си и регу но для преобразователь угол-код 9, цифровой измеритель скорости 10, сумматор, 11, выход которого подключен ко второму входу циф- Со рового вычитателя 2, а второй вход суммато- ( ) ра 11 подключен к выходу преобразователя угол-код 9, причем второй вход цифрового перемножителя 4 подключен к выходу постоянного запоминающего устройства 13, ф вход которого соединен с выходом формирователя адреса 14, а первый и второй входы формирователя адреса 14 подключены соответственно к первому и второму выхо- а дам формирователя импульсов управления 12, третий выход которого подключен к второму входу регистра 3, первый вход формирователя импульсов управления 12 подключен к выходу цифрового вычитателя 2, а второй вход формирователя импульсов управления 12 подключен к выходу генерая к цифровым.сиравления и регуспользовано для динамическими дината которых ичиной.бретенстемы Изо темам ирова правл бъекта вляетс Целбретение относитс автоматического уп ния и может быть и ения различными ми, выходная каор я непрерывной вел ью настоящего изо шение точности си ия являет- в переходся повы ном реж ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1441348, кл. 6 05 В 11/01,Авторское свидетельство СССРМ 1149216, кл, 6 05 В 15/08,Авторское свидетельство СССРМ 1149206, кл. О 05 В 1,5/02,(54) ЦИФРОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕ(57) Изобретение относится к цифровстемам автоматического управлениялирования и может быть использова На фиг.1 представлена структурная схема цифровой следящей системы; на фиг.2 - схема одного из вариантов формирователя импульсов управления; на фиг,3 - эпюры, поясняющие работу системы,, Следящая система содержит последовательно включенные зэдатчик 1. цифровой вычитатель 2, регистр 3. цифровой перемножитель 4, цифроаналоговый преобразователь 5, усилитель 6, двигатель 7, редуктор 8,ия различными динамическими и, выходная координата которых непрерывной величиной. Целью повышение точности в переходме. Система содержит задатчик 1, ль 2, регистр 3, перемножитель 4, логовый преобразователь 5, уси двигатель 7, преобразователь угол редуктор 8; цифровой измеритель 10, сумматор 11, формирователь в 12, постоянное запоминающее о 13, формирователь адреса 14, опорной частоты 15. 1-2-3-4-5- 0 - 11 - 2, О - 11, 15 - 10, 15 - 12, 9 - 12 - 13, 4.12-14.3, 3 ил, 1835533тора опорной частоты 15, который подключен также к второму входу цифрового измерителя скорости 10.В предлагаемой цифровой следящей си- стеме сигнал рассогласования на выходе цифрового вычитателя 2 будет равен нулю, когда выход системы (угол поворота выходного вала редуктора 9) и скорость его изменения равны входу и скорости его изменения, поступающему с задатчика 1. Если сигнал рассогласования О не равен нулю, то на вход усилителя 7 поступают управляющие воздействия, которые представляют собой периодически повторяющиеся с периодом Т=ЙЬ последовательность из М прямоугольных импульсов длительностью Ь с амплитудами гп, где и=1,2,.К - номер шага регулирования, Т - длительность одного интервала регулирования; Ь - шаг квантования .системы, равный длительности одного шага регулирования; М - количество шагов регулирования, равное порядку дифференциального уравнения, которым описывается непрерывная часть системы,Значения в определяются с помощью метода переменного коэффициента усиления(Ю.Ту. Современная теория управления, - М.; Мир, 1971), Например, для системы, в которой используется двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, имеющим передаточную функцию вида передаточная функция непрерывной частисистемы, без.учета квантования по уровню,но с учетом обратной связи по скоростибудет иметь вид ТОГда амплитуды управляющих воздействий, обеспечивающих отработку скачкообразного входного воздействия при нулевой скорости изменения выхода системы в момент поступления входного воздействия, можно рассчитать последующим формулам: где В=е ", О - значение сигнала рассогласования в момент начала цикла регулирования длительностью Т=ЙЬ. 15 20 25 30 35 40 45 Выражения (3) для расчета амплитуд управляющих воздействий могут быть представлены в виде постоянные кбэффициенты, зависящие только от параметров передаточной функции непрерывной части системы, которые могут быть рассчитаны заранее и храниться в постоянном запоминающем устройстве,В предлагаемой системе для хранения коэффициентов Кр( и - 1,2.И) используется постоянное запоминающее устройство 13 (см, фиг.1), а выражения (4) реализуются с помощью цифрового перемножителя 4, на первый вход которого поступает код рассог-., ласования О с выхода регистра 3, а на второй вход цифрового перемножителя 4 с выхода ПЗУ 13 поступают коды коэффици-. ентов Кд. Адреса ячеек ПЗУ, в которых хранятся коды коэффициентов К для каждого шага регулирования, поступают на вход ПЗУ с формирователя адреса.Цифровая следящаясистема работает следующим образом,При включении питания счетчикИ ДД 5, ДД 7 и ЯЗ-триггер(ДД 2.1, ДД 2.2) (см. фиг.2) устанавливаются в нулевое состояние, при этом разрешается прохождение тактовых импульсов ТИ от генератора опорной частоть 1 14 (фиг.1) через схему совпадения ДД 6.1,Первый же тактовый импульс, прошедший через схему совпадения ДД 6,1, опрокидывает ВЯ-триггер (ДД 2.1, ДД 2.2), тем самым запрещается прохождение через ДД 6.1 последующих тактовых импульсов, но разрешается прохождение через схему совпадения ДД 6.2 импульсов с выхода счетчика ДД 5, период следования которых равен Ь. Тактовый импульс, прошедший через схему совпадения ДД 6.1, является импульсом записи (ИЗ), который поступает на второй вход (см,фиг.1) регистра 3 и обеспечивает запись в регистр кода рассогласования О . которое хранится в регистре в течение всего интервала регулирования Т=Ю, Импульс установки в нулевое состояние счетчиков ДД 5 и ДД 6 поступает также на входы установки в нулевое состояниесчетчиков К 155 ИЕ 5 формирователя адреса 14 (сигнал В).Г 1 ри установке счетчиков формирователя адреса 14 в нулевое состояние на вход ПЗУ поступает адрес ячейки, в которой хранится код коэффициента К 1, при этом на второй вход цифрового перемножителя поступает код коэффициента К 1, который перемножается с кодом рассогласования О; поступающим на первый вход цифрового перемножителя 4 с выхода регистра 3. Произведение этих сомножителей, которое определяет код амплитуды управляющего воздействия в 1/ на первом шаге регулирования, поступает на вход цифроаналогового преобразователя 5 в течение длительности шага регулирования и, Импульсы, проходящие через схему совпадения ДДб;2 (см, фиг.2), являются импульсами суммирования, которые поступают на тактовые входы счетчиков К 155 ИЕ 5 формирователя адреса с периодом, равным шагу регулирования и и одновременно импульсы (+1) поступают на вход счетчика числа шагов регулирования (см. фиг,2, микросхема ДД 7 типа К 155 И Е 2),Переключатели 51+34 и схема совпадения ДД 8,1 обеспечивают формирование заданного числа шагов регулирования Й, длительностью и каждый.При поступлении на вход счетчика ДД 7 импульса, соответствующего моменту начала И+1, шага регулирования, сигнал с выхода схемы совпадения ДД 8,1 проходит через схему ИЛИ ДД 4,1 и возвращает схему формирователя импульсов в состояние; соответствующее началу нового цикла регулирования длительностью Т=МЛ, т,е. ус.танавливает в нулевое состояние счетчики ДД 5, ДД 7 и РЯ-триггер (ДД 2,1, ДД 2,2), т.е, следующий ИЗ формируется через время Т=МЬ.Коды управляющих воздействий, поступающие с выхода цифрового перем н о ж и тел я н а в х од цифроаналогового преобразователя 5, преобразуются в управляющие воздействия, которые через усилитель б воздействуют на двигатель 7, отрабатывая сигнал рассогласования. Текущее положение угла поворота выходного вала редуктора 8 и скорость изменения угла поворота измеряются преобразователем угол - код 9 и цифровым измерителем скорости 10, складываются в цифровом сумма 3540 455055 мирователь импульсов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности сис 1темы в переходном режиме, в нее введены генератор опорной частоты, последовательно соединенные формирователь адреса,блок памяти коэффициентов и перемножитель, последовательно соединенные цифровой измеритель скорости, сумматор, второй вход которого соединен с выходом преобразователя угол - код и первым входом цифрового измерителя скорости, второй вход которого и синхровходформирователя импульсов соединены с выходом генератораопорной частоты, информационный вход формирователя импульсов соединен с выходом вычитателя, первый выход соединен с синхровходом регистра, второй и третий выходы- с тактовыми входами формирователя адреса, вторОй вход и выход перемножителясоединены соответственно с выходом регистра и входом цифроаналогового преобразователя, а выход сумматора подключен к вычитающему входу вычитателя. торе,11, с выхода которого поступают навторой вход вычитателя 2,Таким образом осуществляется удержание системы в исходном состоянии.5 При поступлении с задатчика 1 кода ступенчатого входного воздействия, значениекоторого превышает зону нечувствительности устройства синхронизации (микросхемыДД 1, ДДЗ, фиг.2), на выходе 6 микросхемы1 О ДДЗ типа К 155 АГЗ сформируется короткийимпульс, который проходит через схемуИЛИ ДД 4.1 и устанавливает счетчики ДД 5,ДД 7 и ВЗ-триггер (ДД 2,1, ДД 2.2) в нулевоесостояние, тем самым. прерывая текущий15 цикл формирования управляющих воздействий и начиная новый цикл, обеспечивающий отработку поступившего ступенчатоговоздействия за время Т" М. Далее системаудерживается в новом состоянии так, как20 .было описано выше.Таким образом. благодаря введению вцифровую следящую систему новых элементов и связей обеспечивается уменьшениеошибки и повышение точности системы в.25 переходном режиме,Формула изобретенияЦифровая следящая система, содержащая последовательно соединенные эадатчик,вычитатель, регистр, последовательно30 соединенные цифроаналоговый преобра. зователь, усилитель, двигатель, редуктор,преобразователь угол - код, а также фор1835533 Составитель Н. Присяжнюкдактор А, Козлова Техред М.Моргентал . Корректор В. Петращ 2982 Тираж Подписное ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 д, ул,Гагарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.