Система управления

х 144407 РЕСПУБЛИ 114 С 05 В 11/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Бюл. У 46тшулер, А.А.Васюхно, А.Другов А.В.Орлов системы /По 1, М,: Высш ьство СССР 11/00, 1НИЯосится к,области ыть использовастем автоматичесулирования и. зобретения . -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение отнавтоматики и может бно при построении сикого управления, регстабилизации. Цель и расширение области применения и по" вышение точности системй. Система позволяет с высокой точностью преобразовать выходной сигнал датчика ,положения, выполненного в виде вращающегося трансФорматора, и использовать его для управления объектом, Особенностью схемы является то, что на вход преобразователя напряжение" частота подается сумма сигналов с синусного и косинусного выходов датчика и напряжение опорного сигнала, а в счетчиках (сумматорах) накапливается соответственно код синуса и косинуса. Это позволяет при делении указанных кодов исключить нестабильЯ ность преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при построении систем автоматического управления, регулирования и стабилизацииаЦель изобретения - расширение области применения и повышение точности системы управления,На Фиг.1 приведена Функциональнаясхема системы управления; на Фиг.2 -схема Формирователя парных импульсов;на Фиг. 3 - временная диаграмма работы системы.Система управления содержит датчик 151 положения, первый и второй усилители 2 и 3, первый и второй инверторы-повторители 4 и 5, аналоговый сумматор 6, источник опорного напряжения. 7, преобразователь 8 напряжение-частота, первый и второй накапливающиесумматоры 9 и 10, первый и второй регистры 11 и 12, блок 13 деления, арктангенсный преобразователь 14, регулятор 15, циФроаналоговый преобразователь 16, усилитель 17 мощности,датчик 18 момента, генератор 19 импульсов, реверсивный счетчик 20, синусный преобразователь 21, второй циФроаналоговый преобразователь 22, управляемый источник 23 опорного напряжения, счетчик 24, элемент задержки 25,счетчик 26 периодов,. элемент 27 ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ, первый и второй инверторы 28 и 29, высокочастотный генератор 30 и Формирователь 31 парных импульсов.Формирователь 31 парных импульсоввыполнен в виде Формирователей 32,33и инверторов 34,35 (Фиг.2). Б свою 40очередь Формирователи 32 и 33 включают Д-триггеры 36,37 и элементы38,39 И-НЕ. Система снабжена такжевыходными шинами 40 и 41, входной шиной 42 коррекции и установочным входом 43.Система работает следующим образом.После поступления импульса навход 43, счетчики 20,241 и 26 находятся в нулевом состоянии, системаготова.к работе, которая в дальнейшем осуществляется без установки ука.занных счетчиков.Цикл работы системы состоит иэчетырех тактов. В каждом такте кодв счетчике 20 увеличивается до максимального значения (высокий потенциал на знаковом входе счетчика 20) О 2и вновь уменьшается до нуля (низкийпотенциал), В моменты достижениякодов максимального и нулевого значения импульс с выхода переполнения.счетчика 20 изменяет состояниесчетчика 24, управляющего полярностьювыходного напряжения источника 23.В результате выходное напряжение преобразователя 22 изменяется по синусоидальному закону (два периода в течение цикла).Задержка Г элемента 25 выбирается равной задержке датчика(Фиг.3),в результате выходные импульсы счетчика 26 оказываются синхронизованными с выходными напряжениями датчика 1. Управление инверторами-повторителями 4. и 5 осуществляется от элементов 27 и 28, причем в первом ивтором тактах инвертор-повторитель4 пропускает сигнал без инверсии, ав третьем и четвертом - с инверсией.Инвертор-повторитель 5 инвертируетсигнал в первом и четвертом тактах(фиг.3),Сумма выходных сигналов инвертаров-повторителей 4,5 и источника 7обеспечивает преобразование двухполярного выходного напряжения датчика 1 за счет смещения его характеристики и поступает на преобразователь 8, выходная частота которогоподсчитывается одновременно сумматорами 9 и 10. Направление их счетаопределяется потенциалами на выходетретьего разряда счетчика 26 и ин"вертор 29.Б результате в обоих накапливающих сумматорах 9 и 10 частота Гсоответствующая выходному сигналупреобразователя 8 при нулевом вход ном напряжении, компенсируется кконцу четвертого такта (в сумматоре9 она в первом и четвертом тактахберется со знаком плюс, а во второми третьем - со знаком минус, в сумматоре 10 она в третьем и четвертомтактах берется с плюсом, в первоми втором - с минусом). Аналогично в сумматоре 9 компенсируется частота, пропорциональнаясов(, а в сумматоре 10 - частота,пропорциональная зпу, так что к моменту окончания четвертого такта всумматоре 9 оказывается число,пропорциональное только з 1 п, а в сумматоре 10 - только сов(, 1444707В момент окончания четвертоготакта высокий логический уровень поступает с выхода третьего разрядасчетчика 26 через иннертор 28 навход Формирователя 31, который Формирует лару следуищих друг за другомимпульсов, осущестнляищих запись выходных кодов сумматоров 9 и 10 в регистры 1 и 12 соответственно, Эти 10коды поступаит также на шины 40,41,которые могут быть объединены с шиной 42 данной системы или системы,работяищей параллельно, а также навходы блока 13, вырябатываищего код, 15пропорциональный 1 р., После преобразования и суммирования с сигналомкоррекции величина . поступает на последонательнуи цепь из преобразователя 16, усилителя 17 и датчика 18, 20осуществляющую формирование соотнетстнуищего сигналя управления,Таким образом, управляищее воздействие не зависит от нестабильностикоэффициента передачи датчика 1 и 25преобразователя 8, наименее стабильных блоков в известных системах.Работа Формирователя 31 осуществляется следуищим образом,В исходном состоянии триггеры 36 30и 37 обнулены, При поступлении положительного Фронта на С-вход триггера 36 он устанавливается в единицу,снимая сигнал установки нуля со входа триггера 37, При появлении очередного импульса на выходе генератора 30 перебрасывается триггер 37 иимпульс через элементы 39, и инвертор 34 поступает на первый выход,одновременно устанавливая триггер 4036 в ноль. По заднему фронту импульса на выходе элемента 39 устанавливается н исходное состояние триггер37, и запускается Формирователь 33,работающий аналогично 45Датчик 1 может быть выполнен ввиде синусно-косинусного ВТ. Инверторы-повторители 4 и 5 представля;ют собой управляемые аналоговые инверторы-повторители, осуществляющиенверсии входного сигнала при нулеом потенциале на входе управления.Сумматоры 9,10 и счетчик 20 выполнены в виде ренерсивных двоичных счетчиков. Блок 13 представляет собойблок деления кодов. Он может. бытьвыполнен, например, в виде последовательно соединенных преобразователя код делимого - частота, управляемого кодом делителя частоты и накапливающего сумматора. Выполнение регулятора 15 определяется алгоритмом управления, Например, если управляищий сигналПнм = Ч +Ч регулятор 15 ныполняется в виде сумматора, на вход которого через блоки масштабирования, задаищие коэффициенты К и К, поступаетс преобразователя 14 и зЫЧ с шины 40,соединенной с шиной 42. Управляемый источник 23 может быть выполнен в виде последовательно соединенных источника опорного напряжения и инвертора-повторителя, Если коэффициент К необходимо сделать переменным, данный источник заменяется задатчиком, например, величины ч, так что алгоритм управления принимает вид1,6 К+ у впнИннертируищий выход второго разряда счетчика 24 соединяется при этом с управляющим входом инвертора-повторителя, входящего в состав источника 23,Если сумма температурной и временной нестабильности датчика 1 и преобразователя 8 полностьи войдет н результат преобразования в известных системах управления, то в предложенном устройстве результат определяется как частное от деления двух чисел, каждое из которых пропорционально коэффициентам передачи датчика 1 и преобразователя 8, так что указанная составляющая погрешности исключена. Количественно увеличение точности преобразования может быть определено в каждом конкретном случае как сумма нестабильностей датчика 1 и преобразователя 8.Формула изобретения1, Система управления, содержащая датчик положения, первый выход которого соединен с входом первого усилителя, выход которого соединен с информационным входом первого инвертора-повторителя, преобразователь напряжение - частота, выход которого соединен информационным входом первого,накапливающего сумматора, первый регистр, арктангенсный преобразователь, последовательно соединенныены второй усилитель, второй инверторповторитель, аналоговый сумматор, ис 20 40 45 бО 55 регулятор, первый цифроаналоговыйпреобразователь, усилитель мощностии датчик момента, а также элементзадержки и счетчик периодов, о тли ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью расширения области примененияи .повышения точности системы, введеточник опорного напряжения, второйнакапливающий сумматор, второй ре"гистр, блок деления, последовательносоединенные реверсивный счетчик, синусный преобразователь и второй цифроаналоговый преобразователь, счетчик, управляемый источник опорногонапряжения, элемент ИСКПВЗЧАЯЩЕЕ ИЛИ,два инвертора, высокочастотный генератор, генератор импульсов и Формирователь парных импульсов, причем второй выход датчика положения соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с информационным входом второго инвертора-повторителя, выходы первого и второго инверторов-повторителей соединены соответственно с первым и вторым входами аналогового сумматора, третий входкоторого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход аналогового сумматора соединен с входомпреобразователя напряжение - частота, выход которого соединен с информационным входом второго накапливающего сумматора, выходы обоих накапливающих сумматоров соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров, выходы которых соединены с соответствующими выходными шинами системыуправления и входами блока деления,выход которого соединен с входомарктангенсного преобразователя, вы-ход которого подключен к информационному входу регулятора, выход генератора импульсов соединен с информационным входом реверсивного. счетчика, выход переполнения которого соединен с входом элемента задержки и информационным входом счетчик,инверсный выход первого разряда которогосоединен со знаковым входом реверсивного счетчика, а инверсный выход второго разряда, - с управляющим входом управляемого источника опорного напряжения, выход которого соединен свходом опорного напряжения второго цифроаналогового преобразователя,ЗО 35 выход которого сбединен с входом датчика положения, выход элемента задержки соединен с инФормационным входом счетчика периодов, выход второго разряда которого соединен с первым входом элемента ИСКЛ 11 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу второго инвертораповторителя и входу первого инвертора, выход которого соединен со знаковым входом первого накапливающего сумматора, установочный вход которого соединен с установочным входом второго накапливающего сумматора и вторым выходом формирователя парных импульсов, первый выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго регистров, причем выход третьего разряда счетчика периодов соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, знаковым входом второго накапливающего сумматора и входом второго инвертора, выход которого соединен с управляющим входом первого инвертора-повторителя и потенциальным входом Формирователя парных импульсов, тактовый вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора, а установочные входы счетчика периодовсчетчика и реверсивного счетчика соединены с установочным входом системы управления.2. Система по п.1, о т л и ч а ющ я я с:я тем, что формирователь парных импульсов выполнен в виде двух Формирователей и двух инверторов, при этом вход первого Формирователя соединен с потенциальным входомФормирователя парных импульсов, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами обоих формирователей, выход первого из которых соединен с входом второго Формирователя и выходом первого инвертора, выход которого соединен с первым выходом формирователя парных импульсов, причем выход второго формирователя соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с вторым выходом формирователя парных импульсов.3. Система по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что Формирователь выполнен в виде двух Э-триггеров и двух элементов И-НЕ при этом информационный вход первого Р-триггера соединен с шиной логической единицы, вход формирователя соединен с такто 7144 вым входом первого Р-триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом Формирователя, установочным входом первого Р-триггера и первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с уста 47078новочным входом второго Р-триггера, тактовый вход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и тактовым входом Формирователя, а инверсный выход первого Р-триггера соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ.-л СастаТехред Г Корректор И,МускаМ Ш Шедак Подписно фическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектн водственно-п Заказ 6505/45 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МосквТираж 866рственногообретений иЖ; Раушс митета СССРткрытийя наб., д.