Устройство для управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХасюавреепежРЕСПУБЛИК ад 4 Г 06 Г 15/46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯНВ ТОРС НОМУ С ВИДЕТВЪСТВ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР Р 746425, кл, С 05 В 19/18, 1980.Техническое описание и инструкция по применению робота-манипуля" тора 117 А,-Киев, ВИСП, 1979.Оптимизация структур цифровых автоматов,/Сб. под ред. Е.А. Дроздова.-М.: Советское радио, 1975.Авторское. свидетельство СССР В 1075235, кл. С 05 В 19/18, 1984. аюЯОа) 1 85488 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к средствам дискретной автоматики, может быть использовано в системах управления и регулирования технологических процессов. Цель изобретения - повышение точности устройства эа счет изменения управляющего воздействия исполнительных механизмов.Устройство содержит первый и второй ключи 1,2, первый и второй суммирующие счетчики 3,4 импульсов, первый и второй блоки 5,6 элементов И, эле" мент ИЛИ 7, блок 8 элементов задержки, регистр 9, блок 10 управления исполнительными механизмами. 4 ил, ЕаР/Р с 1; К.,/Г, с 1. Г, с.Р Р, = Гю 1 ф тогда тогда тогда И =И =И - ф И/Ь, где И, и35 40И,= И но И, И но 1И,ИИ и И еИ = И. 1 1Изобретение относится к срепствамдискретной автоматики и может бытьиспользовано в системах управленияи регулирования технологических процессов, например температуры, расхода, скорости подачи материала ит,д., в частности для телеуправления по каналу связи.Цель изобретения - повышение точности устройства за счет обеспечения изменения величины управляющеговоздействия исполнительных механизмов,На Лиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2временные диаграммы его функционирования; на Лиг. 3 - пример реализацииблока элементов задержки; на Лиг,4пример реализации блока управленияисполнительным механизмом,Устройство (Лиг, 1) содержит первый и второй ключи 1 и 2, первый ивторой суммирующие счетчики 3 и 4.импульсов, первый и второй блоки 5и 6 элементов И, элемент ИЛИ 7, блок8 элементов задержки, регистр 9,блок 10 управления исполнительныммеханизмом, первый и второй входы11 и 12 устройства, выходы 13 и 14,ключей 1 и 2, разрядные выходы 1515 и 16 -16 счетчиков 3 и 4 соответственно, выход 17 элемента ИЛИ7, третьи входы 18 -18 блока 8 элементов задержки, выходы 19 - 191 П ф20 и 21 блока 8 элементов задержки,выходы 22 -22 , 23 и 24 регистра 9.Блок 8 элейентов задержки (фиг,3)содержит одновибраторы 25, дифференцирующие элементы 26, содержащиеконденсаторы 27 и резисторы 28,Блок 10 управления исполнительным механизмом (Фиг. 4) содержитэлемент И-НЕ 29, элементы И 30 и 31,дешифратор 32 ключи 33 -33 реЭ4зисторы 34 (нагрузки) .Устройство работает следующим образом.Первый вход устройства соединенс выходомчастотного задатчикауправляемого процесса (объекта), а второйвход - с выходом частотного датчикауправляемого процесса (объекта), Висходном состоянии ключи 1 и 2 открыты, счетчикй 3 и 4 и регистр 9обнулены, на выходах ключей 1 и 2,счетчиков 3 и 4, блоков 5 и 6 элементов И, элемента ИЛИ 7, блока 8элементов задержки и регистра 9низкие потенциалы. 85488 2При наличии информации от зацатчика на первом входе устройства имеет место импульсная последовательность с частотой Ра при наличииинформации от датчика на втором входе устройства имеет место импульснаяпоследовательность с частотой Р9При этом могут иметь место по крайней иере три соотношения: Ю 15 Для обеспечения максимальной точности необходимо и достаточно выполнение условия 20где И и И - емкости счетчиков 3 и 4соответственно,Но с ростом вецичины И уменьшается быстродействие, поэтому в реальных условиях приемлемо условие И,=И т.е. необходимо, чтобы счетчики 3 и 4 были равноемкими и в любой момент времени было бы справедливо соотношение30И- содержимое счетчиков 3 и 4 соответст венно.Вывод результата сравнения частот Г и Р в регистр 9 осущеАствляется в моменты времени выполнения одного из трех условий: 45 Для примера можно рассмотретьдва варианта соотношения входныхчастот Г с Р и Р = ГПри Р, с Р через интервалы времени, равные И /Г, на выходе старше го разряда счетчика 4 импульсов устанавливается высокий потенциал,т,е. имеет место переполнение счет 1чика 4, при котором И = И , аИ, сИ, . Высоким потенциалом с выхо да старшего разряда счетчика 4 от. крываются элементы И 5 группы и со 1держимое счетчика 3 И,через элементыИ 5 поступает на соответствующиевходы блока 8 элементов задержки, 1285488и непосредственно с выхода старшего разряда счетчика 4 высокий потенциал также поступает на соответствующий вход блока 8 элементов задержки и через элемент ИЛИ 7 - на управляющие входы ключей 1 и 2, которые высоким потенциалом закрываются, на вход обнуления регистра 9 и на входы обнуления счетчиков 3 и 4 импульсов. С обнулением счетчиков 3 и 4 импульсов на соответствующих входах элементов И 5 и 6, ИЛИ 7, блока 8 элементов задержки и входе обнуления регистра 9 устанавливаются низкие потенциалы, а ключи 1 и 2 вновь открываются и в счетчиках 3 и 4 импульсов вновь начинается-суммирование числа входных импульсов. Но с задержкой во времени, определяемой блоком 8 элементов задержки, на установочные входы поступает код значения величины И= Г, /Р , Признаком Р, /Р служит наличие высокого пофтенциала на выходе регистра 9, соответствующего выходу старшего разряда счетчика 4 импульсов и низкого потенциала на соответствующем выходе счетчика 3 импульсов, а признаком Р /Р - наоборот. Но, так как И, = И=и всегда справедливо Н /Р, = = И /Р , то всегда справедливо и Н,/И = Г, /Р а если принять И=10 то при т.=2 Р, /Р = И,Х.При Г = Р в силу описанного1 Фвьппе на входах группы 8 элементов задержки и входах и выходах регистра 9 фиксируется Р, /Р = Р /Р, ;-ИХ, кроме того оказываются под высоким потенциалом оба выхода регистра 9, связанные с выходами счетчиков 3 и 4 импульсов.Таким образом, устройство обеспечивает качественное и количественное изменение управляющего воздействия исполнительных механизмов, что значительно точнее, а быстродействие обработки управления вьппе за счет уменьшения апериодических колебаний. Количественная оценка точности и быстродействия зависят от мощности Р исполнительного механизма (или источника энергии) и от инерционности Р, управляемого процесса (объекта). Эти показатели могут быть уточнены прн при известных значенияхРоВ представленном примере реализации (фиг. 3) блока 8 элементов задержки включены между его входами и выходами последовательно соединенные одновибраторы 25, например набазе ИИС К 155 АГ 1, н дифференцирующиеэлементы 26. Блок 8 содержит в каж 5 дом канале последовательно соединенный одновибратор 25, соединенный входом обнуления с входом блока, и дифференцирующий элемент 26 (КС), черезкоторый выход одновибратора соеди 10 нен с выходом блока, Условие 1 сТ(фиг, 2) вытекает из необходимостипредварительного обнуления регистра9 перед записью в него новой информации. По импульсу высокого потенциала(фиг 1) в точке 15 или 16 ь открывваются элементы И 6 или И 5 и черезних в точки 181-18 поступает содержимое счетчика 4 и 3, которое с задержкой во времени Т через блок 820 поступает в точки 19 -19, по высоким потенциалам с точки 15 или16 устанавливается через элементИЛИ 7 высокий потенциал в точке 17,которым обнуляются счетчики 3 и 4 ирегистр 9, момент обнуления которыхзапаздывает по времени наобусловленное постоянными блоков Э, 4 и9. Тогда всякий раз с задержкой вовремени в , относительно переднего30 Фронта импульса на выходе 15 или16 регистр 9 сначала обнуляется, азатем с задержкой вв него записывается информация из счетчика Эили 4,35 В представленном примере (фиг. 4)реализации блока 1 О имеется элементИ-НЕ 29, выполненный на базе ИМС типа К 155 АЛ 7, соединенный входами свходами 23 и 24 блока 10, два эле-,40 мента И 30 и 3 1, выполненные, например, на базе ИИС типа К 155 ЛИ 5, соединенные первыми входами с входами23 и 24 соответственно, а вторымивходами - с выходом элемента И-НЕ 29,45,дешифратор 32, выполненный, например,на базе ИИС тина К 155 ИД 1, соединенный входами поразрядно с входами22 -22 блока ключи 33 в ,33, выполл Уненные, например, на бчзе электри 5 О ческого реле, причем управляющийвход ключа 33, соединен с выходомэлемента И 30, управляющий входключа 33 - с выходом элемента И 3 1,управляющий вход ключа 33 - с выхоздом элемента И-НЕ 29, а управляющиевходы ключей 33 соединены поразряд 4но с выходами дешифратора 32. Информационные входы ключей 33, и 33соединены перекрестно с источником5 1 гпитания, а выходы ключей 33 н 331соединены параллельно, Информационные входы ключей 33 соединены свходом цепочки резисторов 34 нагрузки (К), а их выходы - с прямымиточкаии резисторов 34 нагрузочныхсопротивлений (Ря) одноименных разрядов. Ключ 33 управляет тормознойэ,системой (его сигнальный вход и выход на схеме не показаны). Ключ 33обеспечивает включение обмотки двигателя в полярности ("+" - "-"),ключ 33 - в полярности ("-" - "+"),чеи обеспечивается реверс, а ключи33 шунтируют определенное коли 4честно резисторов 34, чеи обеспечивается управление величиной тока,протекающего через обмотку двигателя, т.е, осущестнляется управление вращающего момента. В целомблок 10 выполняет функции ЦАП с учетом как знака управляющего воздействия, так и кода его модуля, засчет чего достигается повышение скорости отработки заданного адреса иточности его исполнения, так какпо мере приближения к заданному адресу скорость падает и повышаетсяточность затормаживания в нужнойточке.Формула изобретенияУстройство для управления, содержащее первый ключ, подключенный сигнальным входом к первому входу устройства, а выходом - к счетному нхо 85488ду первого суммирующего счетчика импульсов, соединенного разрядными выходами с первыми входами первогоблока элементов И, второй блок элементов И, регистр, подключенныгг выходами к входам блока управления исполнительным механизмом, второйключ, элемент ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью поныше ния точности устройстна, введеныблок элементов задержки и второйсчетчик импульсов, подключенный разрезными выходами к первым входамвторого блока элементов И, а счет ным входом - к выходу второго ключа,соединенного сигнальным входом свторым входои устройства, а управляющим вхопом - с управляющим входомпервого ключа, с входами обнуления 20 регистра, первого и второго счетчиков импульсов и выходом элементаИЛИ, подключенного первым входом квыходу старшего разряда второго суммирующего счетчика импульсов, к пер" 5 ному входу блока элементов задержкии к второму входу перного блока элементов И, а вторым входом - к выходустаршего разряда первого суммирующего счетчика импульсов, к второму 30 входу блока элементов задержки и квторому входу второго блока элементов И, связанного выходами с соответствующими выходами первого блока элементов И и с соответствующими 35 третьиии входаии блока элементов задержки, подключенного выходами к установочным входам регистра.Ц 131 5, 6 у 5 ф Фу Вр ВОа Ю, Ю р, - 3- 6 2 Ъ1285488 Составитель Н. ГорбуновРедактор Е. Папп Техред В.Кадар рректор Т, Ко 3 7527/5 исноР зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Проектна ж 670арственного комите зобретений и откры Ж, Раушская на Тир ВНИИПИ Госу по делам 035, Москва, а ССС ий д, 4/