Устройство управления угловым положением объекта регулирования

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК В) С 05 В 19/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБР(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 532085, кл, С 05 В 19/38, 1976.2, Авторское свидетельство СССРУ 622054, кл. С 05 В 19/32, 1978(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯУГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее задатчик расчетногоугла, датчик текущего значения угла,выход которого соединен с преобразователем угол - код, подключенным выходом к первому входу первого блокасравнения, а также аналого-цифровойпреобразователь, выход которого соединен со следящим приводом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения числа рабочих режимовустройства, в него введены мультиплексор, второй блок сравнения, сумматор, формирователь кода, два блокаключей и задатчик угла коррекции,состоящий из датчика скорости, датчика приращения угла, выходы которыхчерез элемент ИЛИ соединены с первымвходом реверсивного счетчика, выходкоторого подключен через сумматор кпервому входу мультиплексда, выходпреобразователя угол - код подключенк первому входу второго блока сравнения и через первый блок ключей к второму входу реверсивного счетчика,третий вход которого соединен с первым входом устройства и первым входомвторого блока ключей, выход которогоподключен к второму входу сумматора,ЯО 1 И 7589 А а второи вход - к выходу задатчика расчетного угла и второму входу второго блока сравнения, третий вход которого, соединен с вторым входом устройства и с управляющим входом мультиплексора, соединенного выходом через первый блок сравнения с четвертым входом второго блока сравнения и первым входом формирователя кода, второй вход которого подключен к первому выходу второго блока сравнения, соединенного вторым выходом с вторым входом первого блока ключей, выход формирователя кода соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что второй блок сравнения содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента сравнения, статический регистр и группу элементов И, выход которой является первым выходом данного блока, первые входы соединены с третьим входом блока сравнения, а вторые входы - с выходами статического регистра, первый вход которого через первый элемент ИЛИ подключен к выходам первого и второго элементов И, второй вход - к первому выходу первого элемента сравнения и первому входу второго элемента И, второй вход которого через второй элемент сравнения подключен к первому входу данного блока сравнения, второй вход второго элемента сравнения является вторым вхо,дом данного блока, а второй выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом третьего элемента сравнения, вторые выходы первого и третьего элементов сравнения через1117589второй элемент ИЛИ подключены к вто- к первому входу данного блока сраврому выходу блока сравнения, а входы - нения.1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления силовыми приводами, в частности в устройстве управления опорно поворотным механизмом радиотелескопа для вывода его на изучаемый источник радиоизлучения в заданной области полусферы.Известно устройство для програм много управления перемещением исполнительного органа, содержащее последовательно соединенные блок задания программы, реверсивный счетчик, фазосдвигающий блок, фазовый датчик об ратной связи и блок управления двигателем 1 .Недостатком устройства является то, что оно работает в программном режиме, тем самым исключает из конту ра управления оператора (в частности, нельзя произвести вручную подстройку от штурвала оператором луча антенны радиотелескопа на излучаемый объект и снятие его параметров). 25Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство адаптивного управления положением объекта, содержащее вычислитель, последовательно соединенные блок сравнения, аналого-цифровой преобразователь, следящий привод, датчик угла и преобразователь угол - код .2 3Однако известное устройство не позволяет оператору в процессе работы осуществлять текущую корректировку программы, а также управлять объектом регулирования, имеющегоо угол поворота выходного вала360 с преобразователем угол - код с диапазоном изменения угла 0-360.Целью изобретения является расширение числа рабочих режимов устройства.45Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления угловым положением объекта регулирования, содержащее задатчик расчетного 2угла, датчик текущего значения, угла,выход которого соединен с преобразователем угол - код, подключенным выходом к первому входу первого блока сравнения, а также аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен соследящим приводом, введены мультиплексор, второй блок сравнения, сумматор, формирователь кода, два блокаключей и задатчик угла коррекции,состоящий из датчика Скорости, датчикаприращения угла, выходы которых черезэлемент ИЛИ соединены с первым входомреверсивного счетчика, выход которогоподключен через сумматор к первомувходу мультиплексора, выход преобразователя угол - код подключен к первому входу второго блока сравнения ичерез первый блок ключей к второмувходу реверсивного счетчика, третийвход которого соединенс первым входом .устройства и первым входом второгоблока ключей, выход которого подключен к второму входу сумматора, а второй вход - к выходу задатчика расчетного угла и второму входу второгоблока сравнения, третий вход которогосоединен с вторым входом устройстваи с управляющим входом мультиплексора,соединенного выходом через первыйблок сравнения с четвертым входомвторого блока сравнения и первым входом формирователя кода, второй входкоторого подключен к первому выходувторого блока сравнения, соединенноговторым выходом с вторым входом первогоблока ключей, выход формирователякода соединен с входом аналого-цифрового преобразователя,Кроме того, второй блок сравнениясодержит два элемента И, два элемента ИЛИ, три элемента сравнения, статический регистр и группу элементовИ, выход которой является первым выходом данного блока, первые входысоединены с третьим входом блокасравнения, а вторые входы - с выходами статического регистра, первый входкоторого через первый элемент ИЛИ45 3 1117подключен к выходам первого и второгоэлементов И, второй вход - к первомувыходу первого элемента сравнения ипервому входу второго элемента И, второй вход которого через второй эле 5мент сравнения подключен к первомувходу данного блока сравнения, второй вход второго элемента сравненияявляется вторым входом данного блока, а второй выход соединен с первымвходом первого элемента И, второйвход которого соединен с первым выходом третьего элемента сравнения,вторые выходы первого и третьегоэлементов сравнения через второй15элемент ИЛИ подключены к второмувыходу блока сравнения, а входы - кпервому входу данного блока сравнения.На фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства; на20фиг.2 - функциональная схема блокасравнения,Устройство содержит мультиплексор1, блок 2 сравнения, формирователь3 кода аналого-цифровой преобразо 925ватель 4, следящий привод 5, объект6 регулирования, датчик 7 текущегозначения угла, преобразователь 8угол - код, первый блок ключей 9,задатчик 10 угла коррекции, состоящий из датчика 11 приращения угла,реверсивного счетчика 12, датчика13 скорости и элемента ИЛИ 14, а также сумматор 15, задатчик 16 расчетного угла, второй блок ключей 17,вход 18 команды коррекции устройства,З 5вход 19 управления режимами работыустройства и второй блок 20 сравненияеВторой блок сравнения содержиттри элемента 21 - 23 сравнения, второй 4 Оэлемент ИЛИ 24, первый и второй элементы И 25 и 26, первый элементИПИ 27, статический регистр 28 и группу элементов И 29.Устройство работает следующимобразом.При включении устройства в регистрреверсивного счетчика 12 вписывается первоначальное значение угловогоположения объекта регулирования р ,относительно которого в дальнейшемпроизводится изменение его угловогоположения с помощью штурвалов ручного управления.Устройство управления угловым 55положением объекта представляет собой следящую систему,.начальное сос.тояние элементов устройства опреде 589 4ляется значениями кодов, выдаваемых с задатчика 16, преобразователя 8 угол - код и задатчика угла в соответствии с командами по входам 18 и 19 и принятой в системе обмена тактовой частотой.При отсутствии команды управления на входе 19 устройство работает в режиме программнот о управления следящим приводом. При этом блок 20 сравнения вырабатывает две логические команды управления. Блок 20 производит сравнение ошибки рассогласования Л, поступающей с блока 2 с допустимым значением л/3 щ и значением 3600-аРрд в блоках 2 и 20 сравнения (фиг. 1) .При др 360-А 3 1 с выхода элемента 22 сравнения через регистр 28 и группу элементов И 29 в блок 3 выдается команда для формирования на выходе блока 3 инверсного кода Лр . Элемент 23 сравнения совместно с элементами И 25 и 26 и ИЛИ 27 формирует знак рассогласования, который через статический регистр 28 и группу элементов И 29 поступает в блок 3,3В случае, если др лежит в пределах Лдрр(рс 360 - аР 4 оп, элементы 21 и 22 вырабатывают команду, которая через элемент ИЛИ 24 выдается на входы блока ключей 9.Команды с выходов блока 20 выдаются с частотой Г т, с которой происходит обмен информации р, р и Ь/3, Первая команда с первого выхода подключает формирователь 3 прямого и инверсного кодов только для прохождения прямого кода, вторая команда с второго выхода открывает блок клю" чей 9, тем самым осуществляя запись в реверсивный счетчик 12 задатчика 10 угла текущего значения углового положения объекта 6 регулирования.С выхода задатчика 16 двоичный код / поступает на первый входЗадмультиплексора 1 и далее с его выхода на первый вход блока 2 сравнения, на второй вход которого поступает двоичный код р с преобразователя 8 угол - код, соответствующий положению объекта регулирования. С выхода блока 2 сравнения двоичныйкод угла рассогласования 4=Дзс,д-Ррр поступает на первый вход блока 20 сравнения и на первый вход формирователя 3 прямого и инверсного кодов, с выхода которого прямой код угла рассогласования поступает на вход5 1117 аналого-цифрового преобразователя 4, а с его выхода аналоговый сигнал ошибки поступает на следящий привод 5, осуществляя перемещение объекта 6 регулирования, на котором установлен датчик 7 текущего значения угла и соединенный с ним преобразователь 8 угол-код. Код угла р о поступает на второй вход блока 2 сравнения в качестве главной обратной связи следящего привода.Одновременно на протяжении выпол 1 ненця программы управления при работе от зацатчика 16 с выхода преобразователя 8 угол - код текущее значение положения объекта регулирования записывается в реверсивный счетчик 12 задатчика 10 угла, тем самым показания реверсивного счетчика 12 соответствуют значению углового лоло жения объекта 6 регулирования. Таким образом, реверсивный счетчик 12 выполняет Функцию отслеживания угла объекта 6 управления.Работа устройства в режиме ручногоуправления следящим приводом осуществляется следующим образом.ИнФормация с задатчика 10 поступает в статический сумматор 15 и далее с его выхода через второй вход мультиплексора 1 поступает на первый вход блока 2 сравнения.В режиме "Ручное управление" команда закрывает первый вход мультиплексора 1, через который подается инФормация с задатчика 16, и открывает второй его вход, через которой подаетс я информация с задатчик а 10 через сумматор 15).Команда управления с входа 19 уст-,40 ройства поступает на управляющий вход мультиплексора 1, запрещая прохождение угловой инФормации от задатчика 16 и разрешая прохождение угловой информации с задатчика 10 угла на пер 45 вый вход блока 2 сравнения Одновременно с второго выхода блока 20 сравнения на управляющий вход первого блока ключей 9 подается команда, запрещающая прохождение инФормации с преобразователя 8 угол - код на за 50 датчик 10 угла.На реверсивном счетчике 12 запоминается последнее значение углового положения объекта 6 регулирования.Таким образом, вместо задатчнка 16 в контур следящей системы включается задатчик 10 угла и управление объектом 6 регулирования осуществляется с того положения, в которомон находился в момент прихода командыпо входу 19.Изменение значения угла задатчика10 происходит за счет датчиков углаили скорости, или того и другого вместе, управляемых оператором, Реверсивный счетчик 12 суммирует это приращение (с учетом знака) со значениемугла, записанным в реверсивный счетчик. Дальнейшая работа следящей системы осуществляется так же, как и врежиме программного управления.При работе в режиме программногоуправления следящим приводом с возможной корректировкой работы следящего привода от ручного управленияподается команда управления режимамипо входу 19, которая переводит уст,ройство в режим ручного управления,и команда корректировки, котораяоткрывает второй блок ключей 17, темсамьи с еговыхода инФормация отзадатчика 16 поступает на второйвход сумматора 15. Одновременно команда корректировки обнуляет реверсивныйсчетчик 12, с выхода которого нулеваяинФормация поступает на первый входсумматора 15, где производится еесуммирование с программным значениеминФормации,При необходимости корректировкиработы следящего привода операторвручную вводит значение поправкипо углу или поправки на постояннуюскорость в реверсивный счетчик, который накапливает эти изменения углаи передает их на первый вход сумматора, где происходит суммированиес программным значением,Дальнейшая работа устройства осуществляется как и при режиме ручногоуправления, но программное чзменениеугла поступает от задатчика 16.В режимах ручного управления ипрограммного управления с возможностью корректировки работы следящегопривода от ручного управления вустройстве предусмотрены меры, обеспечивающие нормальную работу следящей системы в обоих режимах управления для объектов регулирования, имеющих угол поворота выходного валабольше 360"- (например, азимутальнаяось радиотелескопа) и имеющих преобразователь угол " код с диапазономизмерения 0-360При переходе через 0-360 при малых изменениях угла преобразователь8 угол - код дает скачок в показаниях угла 360- й, Следовательно,при переходе через 0-360 ошибкарассогласования Лрощ следящей системына выходе блока 2 сравнения становится близкой к 360. В этом случае дляонормальной работы следящей системынеобходщо произвести инвертированиекода, выдаваемого блоком 2 сравнения,при сохранении прежнего знака движения выходного вала.Эта задача выполняется формирователем 3 прямого и инверсного кодовпо команде, выдаваемой с первоговыхода блока 20 сравнения, при велиочине рассогласования Вр ъ 360 -Ркоторая является индикатором моментаперехода датчика через О, где Ярд иодопусти ая величина рассогласования - выбирается, исходя из конкретных требований и условий работы следящей системы,Для защиты устройства от возможных случайных сбоев, приводящих кнеправильной работе следящей системы,блок 20 сравнения непрерывно осуществляет сравнение величины, посту 17589 8пающей с выхода блока 2 сравнения,с величиной, характеризующей исправную работу следящей системы.Если 51)арфп, то блок 20 сравнения выдает с второго выхода командуна управляющий вход первого блокаключей 9, по которой с выхода последнего в реверсивный счетчик 12 вписывается значение угла объекта 6 регу- О лирования. Этим производится согласование задатчика 10 угла с положением объекта 6 регулирования, чемустраняется воздействие случайныхсбоев на работу следящей системы.5Таким образом, в предлагаемомустройстве режим программного управления с использованием вычислителяпозволяет быстро вывести объект ре гулирования в зону требуемого положения, а режим ручного управления обеспечивает подстройку объекта регулирования. Кроме того, устройство Обеспечивает режим программного управления 25следяшим приводом с возможной корректировкой работы следящего привода отручного управления.Составитель И. Штор О. Юрковецкая Техред О.Неце рректор Е. Сирох каэ 7218/31 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 8НИИПИ Государстпо делам изобр13035, Москва 9 вени етен ЖПодписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/5