Устройство для программного управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 94 С 05 В САН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ етельство СССР В 19/18, 1973, ельство СССР В 19/18. 1985.(56) Авторское свид У 506001, кл, С 05Авторское свиде В 1124252, кл, С 0 РОГРАМИНОГО У 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯАВЛЕНИЯ 57) Изобретение отике и вычислительназначено для испомах управления тяг носится к автомаой технике и предьзования в систевыми приводами ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 621,503,55(088,8) прецизионных координатных столов,Цель изобретения - увеличение надежности и упрощение наладки устройстваУстройство для программного управления содержит два счетчика импульсов,генератор импульсов, делитель частоты, блок памяти, триггер, элементыИ, ИЛИ. Данное устройство позволяетреализовать практически любую формукривой разгона - торможения без существенного увеличения аппаратных зат"рат, позволяя провести разгонпо оптимальной кривой. Устройство не критичнок промежуточным состояниям на выходеблока памяти в момент перехода отодного состояния к другому, т.к. достоверная информация успевает установиться задолго до конца такта. 3 ил52462 2 1 13Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах управления шаговыми приводамипрецизионных координатных стволов,Цель изобретения - увеличение надежности и упрощение наладки устройства.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2,3 - временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит генератор 1импульсов, первый счетчик 2 импульсов, блок 3 памяти, триггер 4, второй счетчик 5 импульсов, блок 6 сравнения, частотный делитель 7, два элемента ИЛИ 8,1 и 8,2, элемент И 9,вход 10 начальной установки (НУ),информационный вход 11, вход 12 запуска, выход 13 рабочих импульсов Ри выход 14 признака окончания движежения. Счетчик 2 импульсов формируетпоследовательность адресов для блока3 памяти, в котором хранится таблицакоэффициентов деления частоты задающего генератора 1, Таблица коэффициентов определяет форму кривой разгона-торможения, Счетчик 5 импульсовпредназначен для приема с входа 11.числа шагов, которое необходимо отработать исполнительному приводу, атакже для декрементирования текущегочисла шагов, Блок 6 сравнения управляет поступлением импульсов на суммирующий и,вычитающий входы счетчика2 импульсов, определяя момент началаторможения. Триггер 4 идентифицируетрежим пуска и окончания работы устройства и, соответственно, исполнительного привода. Устройство формирует заданное извне число импульсовна выходе 13 с частотой, изменяющейся в соответствии с программой, хранимой в блоке 3 памяти,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на вход 10 НУпоступает импульс, сбрасывающий счетчик 2 импульсов и триггер 4 в нулевое состояние. Нулевой сигнал с выхода триггера 4 поступает на разрешающий вход делителя 7, запрещая егоработу, Нулевой код поступает на адресный вход блока 3 памяти, на выходе которого появляется начальныйкоэффициент деления, соответствующийпериоду с приемистости исполнительс 10 15 20 25 30 35 40 50 ного привода. Устройство находитсяв режиме ожидания, Затем на вход 11подается двоичный код, равный необходимому числу шагов, на вход 12импульс запуска. Ло этому импульсудвоичный код с входа 11 заносится всчетчик импульсов 5, а триггер 4 устанавливается в единичное состояние,разрешая работу делителя 7 частоты.В делитель 7 частоты заносится начальный коэффициент деления, и черезсоответствующий ему периоднаовыходе делителя 7 частоты вырабатывается первый импульсТак как на первом входе (А) бпока 6 сравнения нулевой код. а на втором входе (В)ненулевой (число, равное количествушагов), то на первом выходе (А з В)блока 6 сравнения сигнал "0", навтором выходе (А с В) - "1", В результате импульс с выхода делителя7 проходит через схему ИЛИ 81 насуммирующий вход счетчика 2 импульсов. Этот .импульс поступает на вычитающий вход счетчика 5 импульсов,кроме того, делитель 7 частоты вновьначинает цикл деления частоты с периодом С . В результате содержимоесчетчика 5 уменьшается на единицу,содержимое счетчика 2 увеличивается наединицу и становится равным 0001,Этот код поступает на адресный входблока 3 памяти, через время выборкина его выходе появляется код, соответствующий периоду С Делитель 7частоты через время т. формируетвторой импульс, по которому содержимое счетчика 2 увеличивается, а счетчика 5 импульсов - уменьшается наединицу, Делитель 7 частоты начинаетпериод деления С 1. Таким образом,состояние счетчика импульсов 2 возрастает. Каждому из этих состоянийсоответствует коэффициент деления вблоке 3 памяти, задавая эти коэффициенты можно формировать кривую изменения частоты произвольным образом спроизвольными дискретами изменениячастоты (например, при 16-разрядномкоэффициенте деления число дискретовсоставляет 65536),При достижении счетчиком 2 импульсов максимального состояния на его выходе переноса одновременно с очередным импульсом появляется импульс переноса (как правило инверсный), На выходе заема - "1" (этот выход также инверсный). В результате через эле55 з 13524мент И 9 инверсный импульс с выходапереноса проходит на инверсный входзаписи счетчика 2 импульсов. Таккак информация (все единицы) с выходасчетчика 2 импульсов поступает на5его информационный вход, то происходит подтверждение состояния счетчика2 импульсов (т,е. он остается в максимальном состоянии, несмотря на поступление импульса на суммирующийвход). Этому состоянию счетчика 2импульсов соответствует коэффициентделения в блоке 3 памяти, задающиймаксимальную частоту выходных импульсов (на фиг. 2 - импульсы с периодом ). С этого момента счетчик2 импульсов перестает менять состояние и устройство пеоеходит из режимаразгона в режим стационарного движения. Состояние счетчика 5 импульсовпродолжает уменьшаться с каждым выходным импульсом,В такте, в котором состояние счетчика 5 импульсов становится равным 25состоянию счетчика 2 импульсов, происходит смена состояний блока 6 срав-,нения: на первом выходе (А В) черезвремя сравнения С с появляется "1",навтором выходе (АВ) - "0". Очередные импульсы с выхода делителя 7с этого момента проходят через элемент ИЛИ 8,2 на вычитающий вход счетчика 2. С каждым тактом уменьшаетсясодержимое не только счетчика 5, нои счетчика 2 импульсов, Начинается35перебор таблицы коэффициентов в блоке 3 памяти в обратном порядке, врезультате чего устройство переходитк режиму торможения. После того каксчетчики 2 и 5 импульсов достигнутнулевого состояния, по импульсу с выхода делителя 7 частоты произойдетподтверждение нулевого состояниясчетчике 2 импульсов (благодаря по 45ступлению импульса заема через схемуИ 9 на вход записи счетчика 2). Счетчик 5 импульсов также формируетимпульс заема на соответствующем выходе, который сбросит в "0" триггер4; сам счетчик 5 продолжает счет,50перейдя в максимальное состояние (например 4095 для 12-разрядного счетчика 5),Устройство остановится, перейдя в режим ожидания. В счетчике 2 импульсов будет нулевой код, в счетчике 5 - максимальный код, триггер 4 в нулевом состоянии, Таким образом,624для начала следующего цикла нет необходимости в сигнале начальной установке на входе 10.На фиг. 2,3 в качестве примераприняты: число шагов 1000 (на вход11 подается число, меньшее на единицу), число шагов разгона 64 (счетчик2-6-разрядный), Из диаграмм видно,что разгон имеет дополнительный (посравнению с торможением) начальныйшаг. Ему соответствует минимальнаячастота, требуемая на преодолениеначального момента приемистости (момент сопротивления вращению ротораэлектропривода при трогании с местаимеет "горб"), Дополнительный шаг суменьшенной частотой облегчает пускнагруженного привода, например, координатного стола,Рассчитаем минимальный дискретизменения частоты, Для частоты генератора 1 20 Мгц (максимальная. частота для 155 серии) и максимальной частоты выходных импульсов 5 КГц коэффициент деления равен 1333, Для ближайшего коэффициента, равного 1334,частота выходных импульсов равна14992 Гц, дискрет равен 8 Гц,Таким образом, рассматриваемоеустройство имеет возможность реализовать практически любую форму кривойразгона-торможения без существенного увеличения аппаратных затрат,позволяя провести разгон по оптимальной кривой. Оно самостоятельно определяет моменты смены режимов (разгон - стационар - торможение), незагружая ресурсов системы управлениявысшего уровня, Дополнительныч шагс минимальной частотой в начале разгона облегчает пуск нагруженного привода. Возможность реализации экспоненциальных кривых разгона позволяетуменьшить время обработки заданного .числа шагов. Устройство не критичнок промежуточным состояниям на выходе блока 3 памяти в момент переходаот одного состояния к другому, т,к.достоверная информация успевает установиться задолго до конца такта(т,е, до того момента, когда она будет использоваться). Это упрощает наладку устройства и увеличивает надежность функционирования,Ф.о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для программного управ"ления, содержащее генератор импульсов, 5 13524 первый счетчик импульсов, блок памяти и триггер, информационный выход первого счетчика импульсов соединен с адресным входом блока памяти, элемент И, выход которого подключен к входу записи первого счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цель увеличения надежности, упрощения наладки устройства, в него введены второй счетчик импульсов, блок сравнения, делитель частоты и два элемента ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к суммирую-. щему и вычитающему входам первого счетчика импульсов, выход генератора импульсов соединен с синхровходом делителя частоты, с выходом устройства, с первым входом первого и второго элементов ИЛИ и с вычитающим входом второго счетчика импульсов, информационный выход которого соединен с первым входом блока сравнения,62 6второй вход которого соединен с информационным выходом первого счетчика импульсов и с информационным входом первого счетчика импульсов, выходы переноса и заема которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, вход начальной установки устройства соединен с входом обнуления первого счетчика импульсов и с первым входом обнуления триггера, выход которого соединен с разрешающим входом делителя импульсов и с выходом признака окончания движения устройства, информационный вход которого соединен с информационным входом второго счетчика импульсов, выход заема которого подключен к второму входу обнуления триггера вход установки в "1" которого соединен с входом запуска устройства и с входом записи второго счетчика импульсов,