Программно-управляющее устройство

) 3 61 24 ла ор да ения через вторые ключис выходом переключенияограммы программного з ми обнединенпеней УтГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56 ) Авторское свидетельство СССРВ 943758, кл. С 06 С 7/26, 1979..задатчик, блок определения экстрему-мов, вход которого является входомустройства, интерполятор, аналоговыйвыход которого является выходом устройства, канал коррекции максимумаи канал коррекции минимума, каждыйиз которых состоит из блока вычитания, последовательно соединенныхнакопителя и сумматора, причем первый вход блока вычитания каждого канала коррекции подключен к одноименному выходу блока определенияэкстремумов, второй вход блока вычитания подключен к одноименному выходу программного задатчика и к другому входу сумматора, выход сумматораподключен к одноименному входу интерполятора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точности при увеличении частоты воспроизведения параметра испытаний, в неговведены дополнительно по два ключав каждом канале коррекции, первыйиэ которых информационным входомсоединен с выходом блока вычитания,а выходом подключен к информационному входу накопителя, управляющиевходы первого и второго ключей в канале коррекции максимума и каналекоррекции минимума подключены к вы 04 606 6 7 26 С 05 В 19/18Р ходу сигнала восходящего полуциинтерполятора и выходу сигналанисходящего полуцикла интерполсоответственно, а накопители в чика,2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что интерполятор содержит реверсивный счетчик, два элемента И, триггер, генератор тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом интерполятора, а первый и второй аналоговые входы яв- З ляются входами максимума и минимума интерполятора соответственно, цифровой вход цифроаналогового преобра- ( зователя соединен с цифровым выхо, дом реверсивного счетчика, подключен- Я ного выходами обнуления и переполнения соответственно к первому и второму установочным входам триггера, соединенного прямым выходом с первым входом первого элемента И, 00 причом данная точка соединения является выходом сигнала нисходящего СР полуцикла интерполятора, второй вход И) первого элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к первому входу второго элемента И, а выходом - к суммирующему входу реверсивного счетчика, соединенного .Ь вычитающим входом с выходом второго элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу триггера, соединение которых является выходом сигнала восходящего полуцикла интерполятора.5 10 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования преимущественно в системах проведения прочностных и усталостных испытаний авиационных конструкций, может быть использовано в различных областях экспериментальной техники, где испытываемый объект подвергается циклическому воздействию по какому-либо механическому параметру (сила, давление, перемещение, скорость, ускорение и т.д,) по ступенчатой программе испытаний, где каждая ступень характеризуется заданной формой цикла, частотой и постоянными на каждой ступени максимумами и минимумами задаваемого параметра. Достоверность испытаний определяется точностью воспроизведения экстремумов и формы циклического воздействия.Цель изобретения - повьппение точности при увеличении частоты воспроизведения параметра испытаний.На фиг,1 представлено устройство; на фиг.2 - интерполятор; на фиг.З диаграмма работы устройства.Программно-управляющее устройство Ьиг. 1/ содержит программный задатчик 1, имеющий выходы максимума и минимума задаваемой на каждой ступени циклической функции и выход переключения ступеней программы, блок 2 определения экстремумов, подключенный к входу 3 устройства и снабженный выходами максимума и минимума воспроизводимого параметра, интерполятор 4, подключенный аналоговым выходом к выходу 5 устройства и снабженный входами максимума, минимума и выходами сигналов восходящего и нисходящего полуциклов, цепь коррекции максимума и цепь коррекции минимума, каждая из которых состоит из последовательно соединенных блока 6 ( 71 вычитания, первого (второго) ключа 8 ( 9), накопителя 10 (11) и сумматора 12 (13). Первые входы блоков вычитания цепей коррекции максимума и минимума подключены соответственно к выходам максимума и минимума блока определения экстремумов,а вторые входы подключены соответственно к выходам максимума и минимума программного задатчика и к вто-.рым входам сумматоров своей цепикоррекции. Выходы сумматоров цепейкоррекции максимума и минимума под 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ключены соответственно к входам максимума и минимума интерполятораУправляющие входы ключей 8 и 9 подключены к выходам сигналов восходящего и нисходящего полуциклов интерполятора соответственно, Накопители10 и 11 входами обнуления через ключи 14 и 15 соединены с выходом пере-.ключения ступеней программы программного задатчика. Управляющий входключа 14 соединен с управляющим входом ключа 8, а управляющий вход ключа 15 - с управляющим входом ключа 9. Интерполятор ( фиг.2) содержит реверсивный счетчик 16, два элементаИ 17 и 18, триггер 19, генератор 20тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь 21, соединенныйвыходом с аналоговым выходом интерполятора, первым и вторым аналоговыми входами с входами максимума иминимума соответственно, а цифровымвходом - с выходом реверсивногосчетчика 16. Суммирующий вход реверсивного счетчика подключен к выходуэлемента И 17, один вход которогоподключен к прямому выходу триггера19 а другой - к выходу генератора20 тактовых импульсов. Вычитающийвход реверсивного счетчика подключен к выходу элемента И 8, одинвход которого подключен к инверсному выходу триггера 19, а другой - квыходу генератора 20 тактовых импульсов. Выходы обнуления и переполнения реверсивного счетчика соединеныс первым и вторым установочными входами триггера соответственно. Прямойи инверсный выходы триггера соединены соответственно с выходами сигналов нисходящего и восходящего полуциклов интерполятора,Интерполятор работает следующимобразом.В начальный момент времени реверсивный счетчик 16 обнулен, элементИ 17 открыт триггером 19 и тактовыеимпульсы, приходящие от генератора20, поступают на суммирующий входсчетчика. На цифровом выходе счетчика последовательно увеличиваетсякод от нулевого до максимального зна.чения, В соответствии с кодовой информацией, поступающей на вход цифроаналогового преобразователя 21,на его выходе изменяется величинааналогового сигнала от минимального30 45 до максимального значений, заданных на его аналоговых входах. При достижении состояния переполнения счетчика на его выходе появляется сигнал, который переводит триггер в другое 5 состояние, что обеспечивает реверс работы счетчика, так как импульсы от генератора 20 через элемент И 18 поступают на вычитающий вход счетчика, Следует отметить, что в момент прохождения выходного сигнала одного из предельных значений, заданных на входах цифроаналогового преобразователя, изменение напряжения на другом его входе не приводит к изме нению выходного сигнала, т.е. скачкообразное изменение сигнала конечной точки интерполяции не приводит к иэ-менению выходного сигнала в момент его нахождения в начальной точке ин терполяцииПрограммно-управляющее устройство работает следующим образом.Программный задатчик 1 формирует на каждой ступени программы задаваемые экстремумы Х, и Х циклических изменений параметра испытанийПри этом в течение начального полуцикла каждой ступени выход переключения ступеней соединяет с нулем выходы ключей 14 и 15. В остальных полуциклах выходы каждого ключа 14 и 15 отсоединены от нуля.Блок 2 определения экстремумов в каждом 1-ом цикле ступени фоРмиРует З 5 на своих выходах сигналы . и ;, ,пахф" равные фактическим значениям экстремумов параметра испытаний.Интерполятор 4 формирует на выходе аналоговый сигнал, изменяющийся 40 в пределах экстремальных значений, подаваемых на его входы, со скоростью, задаваемой генератором 20 тактовых импульсов, В течение каждого восходящего полуцикла выходного сигнала ключи 8 и 14 открыты, а 9 и 15 закрыты. В течение нисходящего полуцикла ключи 8 и 14 закрыты, а 9 и 15 открыты.На фиг.3 представлено воспроизведение типовой ступенчатой программы испытаний, при которой задаваемые экстремумы циклической функции изменяются скачком при переходе с одной ступени на другую Начальный участок 55 программы составляет переходная сту-пень 0-1, состоящая из одного восходящего или нисходящего полуцикла(на фиг.3 показан восходящий полуцикл). Во время начальной ступенипрограммный задатчик формирует сигналы 0 и Х, . На выходах блока оп 1 ьахределения экстремумов сигналы равнынулю. Выходы ключей 15 и 14 обнуле",ны. Ключи 8 и,14 открыты, а 9 и 5закрыты. На выходах накопителей 10и 11 сигналы равны нулю и на входыинтерполятора подаются сигналы 0 иНа выходе устройства сигнал2 плавно изменяется от 0 до ХСигнал управления 1 воспроизводитсяна испытываемом объекте в виде параметра испытанийс некоторой динамической ошибкой связанной с инерционностью воспроизводящего устройства, При этом максимум 1отличается от задаваемого максимумаХ, на величину ошибки й;1 Ухсигнал которой формируется блоком 6вычитания.Во время первого нисходящего полуцикла 1-ой ступени выходы ключей15 и 14 по-прежнему обнулены, ключи8 и 14 закрыты, а 9 и 15 открыты.В это время программный задатчик насвоих выходах формирует сигналыХ, и х;, Эти сигналы через сумматоры,12 и 13 приходят на входыинтерполятора, Сигнал Ьне проходит на вход накопителя 10, таккак ключ 8 закрыт, а сигнал Х;непроходит на вход сумматора 13, таккак накопитель 11 обнулен ключом 15.Таким образом, во время 1-го нисходящего полуцикла управляющий сигнал2.плавно изменяется на выходе устройства от Х, до Х,; . Минимумпараметра испытаний воспроизводится при этом с ошибкой 61;=Хл;,сигнал которой поступает на входключа 9.Во время 1-го восходящего полуцикла ключ 9 закрыт, поэтому сигналЬ,; не проходит на вход накопителя. Ключ 8 открыт, поэтому сигналА проходит через накопитель 10на вход сумматора 12, где суммируется с сигналом Х, . На входе макси 11 ъахмума интерполятора сигнал меняетсяскачком на величину А 1 . Поскольку в это время управляющий сигнал;находится в точке Х ;, т,е. в начальной точке интерполяции, скачкообразное изменение напряжения навходе максимума, т.е, в конечной точ.ке интерполяции, не приводит к скачФ+чп Х 1 счпк 11 нК:1 кообразному изменению напряжения навыходе устройства. Таким образом,управляющий сигнал в первом восходящем полуцикле 1-ой ступени плавно5изменяется от Х; до Х + 6 .Происходит корреяция максимума управляющего сигнала,В точке 2= х.даналогичноизменяется скачком напряжение на вхо,де интерполятора на величину6,;= Х, - ;, поскольку во время.2-го нисходящего полуцикла ключ 9 открыт. Разность А.,Х ;Ую формируемая в это время на блоке 6 вычитания, не проходит на вход накопителя 10, так квк ключ 8 закрыт. Происходит коррекция минимума выходногосигнала без нарушения плавности егоизменения, поскольку скачком изменяется конечная точка интерполяции.Сигнал нв выходе устройства изменяется плавно от Х, +Ь,до Хь 1 ьфд 1 члВ точке Й=Х,;дпроисходиткоррекция максимума управляющего сигнала на величину Ьз. о,х=хиох Уз.тахфкоторая суммируется на накопителе свеличиной 6, , так что 2;-Х,о ,+д и так далее. Анализ показывает, что уже во 2-3 циклах динамическая ошибка устройства воспроизведения практически устраняется и точность воспроизведения экстремумов параметра испытачий в последующих циклах определяется только точностью их измерения.Переход на 2-ую ступень программы осуществляется следующим образом.В начале переходной ступени 1-2 при 21;,; программный задатчик формирует экстремумы х, и х ., При этом выходы ключей 15 и 14 обнуляются. Поскольку на этой ступени полу- цикл восходящий, ключи 9 и 15 закрыты, а 8 и 14 открыты. Происходит сброс накопителя 10Сигнал на выходе накопителя 11 не изменяется. На вход максимума интерполятора приходит сигнал К , , На входе минимума остается сигнал минимума предыдущей ступени У;,;. Сигнал на выходе устройства плавно изменяется от 2;,; до Х,1, В точке г.=к происходитахсброс йакопителй 11 ( клич 15 открыт, выход его обнулен), т,е. на вход минимума интерполятора приходит только сигнал Х;,Далее процесс коррекции происходит так же, как и после прохождения точки у. хнаступени программыТаким образом, в предложенном устройстве процесс коррекции экстремумов управляющего сигнала по фактичес. ким экстремумам воспроизводимого параметра происходит плавно, что обеспечивает отсутствие динамических за- бросов параметра испытаний.1218403 Хтт сюула- сигнал укро Вление У м раронфтр исяыгяаммиСоставитель А,Исправниковак Техред О.Неце Корректор Е.Сирохман Во Заказ 1133/5 нт", г ород, ул. Проектная Филиал ППП Тираж 673 НИИПИ Государственноделам изобретени 3035, Москва, ЖПодпи о комитета СССР и открытий Раушская наб.