Устройство для циклового программного управления

СОЮЗ СОВЕТСКНХСОНИЛЛИСТНЧЕСКИХ РЕСПУБЛНКГОСУДЛРСТВЕННОЕ ПЛТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЛТЕНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИКЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может найтй применение при автоматизации производственных процессов, в частности процессов многоцикповых прочностных испытаний объектов авиационной техники, Цель изобретения - расширение области применения устройства"за счет сокращения сроков испытанЮ при сохранении заданной точности программного сигнала и педдержания мощности, потребляемой(51) С 05 В 19 04 следящим приводом, на максимальном уровне, располагаемом блоком питания. Устройство содержит блок программ, блок коррекции экстремумов, следящий привод, аппроксиматор, управляемый генератор частоты, блок питания, датчик мощности, блок определения максимума, блок вычитания, блок уотавок величины мощности, накопитель, аналогоцифровой преобразователь, сумматор, регистр кода частоты, ключ, датчик параметра нагружения. Введение блока определения максимума, блока вычитания, блока уставок величины мощности, накопителя, аналого-цифрового преобразователя, ключа и датчика мощности позволяет достичь поставленную цепь. 7 ил.Изобретения относится к автоматике ивычислительной технике и может найти применение при автоматизации производственных процессов, в частности процессовмногоцикловых прочностных испытаний 5объектов авиационной техникиЦелью изобретения является расширение области применения устройства за счетсокращения сроков испытаний при сохра нении заданной точности программного 10сигнала и поддержания мощности (потребляемой следящим приводом) на максимальном уровне, располагаемом блокомпитания,На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема аппраксиматора;на фиг,З - схема блока коррекции экстремумов; на фиг,4 - схема экстрематара; нафиг,5 - схема накопителя; на фиг,б - временные диаграммы функционирования экстрематора; на фиг.7 - временныедиаграммы работы накопителя.Устройство содержит блок 1 программ,блок 2 коррекции экстремумов, следящийпривод 3, аппроксиматор 4, уг 1 равляемы 1генератор 5 частоты, блок б питания, датчик7 мощности, блок 8 определения макси- .мума, блок 9 вычитания, блок 10 уставоквелицины мощности, накопителе 11, аналога-цифровой преобразователь 12, сумматор ЗО13, регистр 14 кода частоты, ключ 15, датчик15 параметра нагружения.Аппроксиматор 4 (фиг.2) содержит резисторную матрицу 17, коммутатор 18, реверсивный сцетцик импульсов 19, Блок 2 35коррекции экстремумов (фиг,З) содержитэкстрематор 20, компаратары 211, 212, накопители 221, 222, сумматоры 231, 232.Экстрематар (фиг.4), входящий и блок 2коррекции, содержит определитель 24 знака производной, диоды 251, 252., элемент НЕ26, оДновибраторы 271, 272, блоки 281, 281выборки и хранения (УВХ 1, У(ЗХ 2).Накопитель 11 (фиг.5) содержит сумматор 29, формирователь 301 импульсов,вкл 1 ацающий дифференцийтор 302, одновибратор 30 з, блоки 311, 312 выборки и хранения, усилитель 32.Устройство работает следующим абразал. 50В начале каждой ступени нагружениярегистр 14 кода частотны задает исходнуючастоту через цифровой сумматор 13 навход управляемого геератора частоты 5,Другой вход сумматор,а 13 в этот момент 55обнулен. Блок (задани я ступеней) программыы 1 задает нэ вход блока коррекции 2(экстремумов) исходные величины экстремумов данной ступен и. Так как циклическаяфункция нагружения еще не достигла своего первого экстремума, то на выходе блока 2 будут величины экстремумов, равные исходным, Таким образом, на входы максимума и минимума аппроксиматора 4.будут заданы исходные (программные) величины экстремумов, а на его тактовый вход поступит от генератора 5 частоты исходная частота развертки программного сигнала, следовательно, на выходе аппроксиматора 4 будет генерироваться аналоговый сигнал, отвечающий исходным (программным) параметрам. Функционирование аппроксиматора 4 (3) осуществляется следующим образом. На аналоговые входы аппроксиматора Вх 1 и Вх 2 подаются с блока коррекции 2 экстремумов потенциалы р 1 и щ, Отвечаащие экстремальным значениям циклической функции на данной ступени программы, Эти потенциалы приходят на вершины резистивной матрицы 17, состоящей из цепи последовательно включенных сопротивлений. Точки между каждым из сопротивлений выведены на разъем резисторной матрицы,К этим точкам подключены входы ключей коммутатора 18, а выходы ключей объединены в одну точку, являющуюся выходом аппраксиматора.Тактовые импульсы, приходящие на тактовый вход аппроксиматора 4, поступают на реверсивный счетчик 19, который изменяет в результате получения импульсов состояние своего цифрового выхода и тем самым управляет последовательным переключейием ключей коммутатора 18 с 1-го по п-й, а затем с и-го до 1-го. Таким образом, на выходе коммутатора 18 генерируется циклическая функция. Период циклической функции зависит от частоты тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход. При переходе на другую ступень программы на аналоговые входы аппроксиматора задаются новые значения потенциалов рз и р и т,д. Следящий привод 3 будет отслеживать этот сигнал, поступающий с выхода аппроксиматора 4, Если экстремумы регулируемого параметра не будут соответствовать программным величинам, то блок коррекции 2 экстремумов, измерив эти величины, изменит сигналы на своих выходах так, чтобы аппраксиматер 4 генерировал выходной сигнал, компенсирующий погрешность следующего привода 3. Одновременно с этим датчик мощности 7 измеряет мощность, потребляемую приводом 3, и передает сигнал на вход блока определения максимума 8, Блок 8 выделяет максимапьнае значение мощности за данный цикл и эту же величину передает на вход блока вычитания 9, кото 1265954рый вы итает эту величину из допустимойвеличины, заданной блоком устэвок 10.Полученная разность поступает в до этагообнуленный через ключ 15 сигналом признака переключения ступеней) накопитель11, а затем через аналого-цифровой преобразователь 12 на другой вход сумматора 13.Код на выходе сумматора 13 меняется и;следовательно, меняется частота на выходе.генератора 5 и на выходе аппраксиматора 4.В зависимости от знака накопленнойразности на выходе накопителя 11 частотапрограммного сигнала будет увеличиватьсяили уменьшаться.В соответствии с изменением частотыследящий привод 3 (при заданных амплитудных сигнала) будет изменять потребление мощности, отбираемой от блока б, Этоизменение, измеряемое датчиком 7, черезблок 8 поступит на блок вычитания 9, который определит новую разность. Эта операция повторяется до тех пар, дока разностьне станет равной нулю, т,е, пока отбираемаяприводам 3 мощность не станет равной максимально допустимой, определяемой блоком 10Таким образом, на каждой ступени программы ведется корректировка не толькоамплитудного значения циклического сигнала нагружения, но и изменение частоты,направленное на максимально допустимыйотбор мощности от источника питания. Указанное изменение частоты автоматическикомпенсирует недетерминировэнные изменения КПД следящего прйвада и жесткостиобразца, так кэк контур коррекции частотыпостроен по принципу обратной связи; гдерегулируемым параметром в конечном счете является заданное значение располагае,мой мощности,Зкстрематор 20, входящий в состав бло-.ка коррекции, функционирует следующимобразом. Входной измеряемый сигнал. поступает одновременно на вход определителя знака производной и входы двух УВХ. Взависимости от знака производной на выходе определителя 24 знака будет либо положительный,-либо отрицательный потенциал(см. фиг.б). Положительный потенциал черездиод 251 поступает на вход аднавибрэтарэ27, который запускается по заднему фронтууказанного потенциального сигнала и занормированное время д 1 заряжает блокУВХ 1 до уровня сигнала У в данный момент.Моменты экстремумов (см. фиг,б) как рэз .соответствуют задним фронтам сигналов навходах одновибраторов 271, 271 УВХ 1 запоминает минимуму Увы. Если на выходеопределителя 24 знака производной отрицэтельный сигнал, то он через диод 25 поступает нэ вход элемента НЕ 26, выполненного на операционном усилителе, а затем нэ вход адновибратора 272, ПО заднем фронту 5 этого сигнала запускается одновибратор272, па выходному сигналу которого А на УВХ 2 запоминается очередной максимум входного сигнала Умакс. Накопитель 11 фиг.5) предназначен для суммирования сту пенчато изменяющихся во времени сигналов. и работает следующим образом. В исходном положении УВХ 1 311, УВХ 2 312 обнулены сигналом обнуления.При появлении на входе накопителя 15 скачкообразного сигнала Ь 1 последний поступает на вход сумматора 29 и формирователя импульсов. На сумматоре сигнал суммируется с предыдущим сигналом на выходе накопителя и через нормально разо мкнутый ключ К 2 (УВХ 2) 312 поступает навыход усилителя-накопителя. Одновременно сигнал поступает на вход дифференциатора 301 формирователя 30 импульсов.Дифференциатор формирует на выходе им пульсный сигнал при переходе с одной ступени на другую с учетом знака изменения скорости. Выпрямитель 302 преобразует знэкопеременный сигнал на выходе дифференциотора 301.в знакопостоянный. Пол ученный импульсный сигнал нормируетсязатем по длительноети одновибратором 30 з, Нормированный импульсный сигнал д замыкает ключ К 2 УВХ 2, и.сигнал с выхода сумматора 2 сг(за время действия импульса 35 д) накапливается на выходе (УВХ 2) 312 ичерезусилитель поступает на выход накопителя 11. За время действия импульса исключ К 1 (УВХ 1) 311 разомкнут и сигнал с выхода усилителя не накапливается на выходе40 (УВХ 1) 31.1.По окончании действий импульса дключ К 2 (УВХ 2) 312 размьаается,"ключ К 1 (УВХ 1) 311 замыкается и сигнал, накопленныйй навыходе усилителя 32; накапливается 45 на выходе (УВХ 1) 311. При появлении сигнала Ь 2 аналогично возникает второй импульс д 2 на выходе формирователя 30 импульсов, Сигнал Ь 2 на сумматоре 29 суммируется с сигналом Ь 1, и во время действия импульса д 2 УВХ 2 заряжается сигналом Ь 1+ Ь 2, который поступает на выход накопителя через усилитель 32, ПО окончаниидействия сигнала д 2 (УВХ 1) 311 заряжается сигналам Ь 1+ Ь 2, который поступает нэ второй вход сумматора 29. Таким образом, на выходе накопителя 11 при каждом ступенчатом изменении входного сигнала Ь; (1) формируется сиг1285954 нал,А, равный сумме ступенчатых сигк=1нэлоо, поступаощих на его вход, Емкости С 1 и С 2 (УВХ) 311 и (УВХ) 312 выбираются такими, чтобы время задержки УВХ было меньше оремени длительности действия, величина которого постоянна.тНакопитель 11 является аналогичным элементом системь 1, и знак накопленных разностей нэ его выходе определяется знаком потенциала этих разностей относительно нулевого потенциала системы.Аналого-цифровой преобразооатель 12 (например, Ф 70771) имеет доуполярный вход, причем положительному сигналу на входе преобразователя соответствует пряФормула изобретения УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦККЛОВМО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее регистр кода частоты, блок программ, подклЮченный первым и вторым инфОрмэциокными выходами соответственно к информационным входам мэкси 14 ума и минимума блока коррекции экстремумов, соединенного корректирующим входом с выходом датчика параметра нагружения и с информационным входом привода, входом.обнуления - с упрэвля 1 ощим выходом блока программ, а выходами максимума и минимума - с одноименными входами аппроксиматорэ, связанного тактовым входом с выходом управляемого генератора частоты, а выходом - с управляющим входом прлвода, силооой вход которого подключен к выход блока питания, отличэющесся тем, сао, с целью расширения области применения устройства за счет сокращения сроков испытаний при обеспечении заданмой код нэ выходе, а отрицательному сигналу - обратный код,Цифровой сумматор 13 собран на.цифровых микросхемах К 155 ИМЗ, Если ва его 5 выходе появляются два слагаемых в прямомкоде, то происходит операция сложения, если одно из слагаемых задано в обратном коде, то происходит операция вычитания. 10 (56) Испытательная техника. - М.; Машиностроение, 1982, кн.2, с,508-510,Авторское свидетельство СССРФ 943758, кл, 6 06 0 7/26, 1979,Авторское свидетельство СССР15 М 1120308, кл, 6 06 8 7/26, 1983.Электронные схемы на операционныхусилителях. - Киев: Техника, 1983, с,173,ной точности и поддержания мощности на максимальном уровне, в него введены блок определения максимума, блок вычи тания, блок уставок величины мощности,накопитель, аналого-цифровой преобразователь, ключ и датчик мощности, подключенный входом к выходу блОка питания, э выходом - к входу блока определения мак симума, соединенного выходом с первымвходом блока вычитания, подключенного вторым входом к выходу блока уставок, а выходом - к входу накопителя, связанного входам обнуления с одним выводом ключа, 35 а выходом - с входом аналого-цифровогопреобразователя, подключенного выходом к первому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом регистра кода частоты, а выходом - с управляющим вхо- "0 дом управляемого генератора частоты,причем управляющий вход и второй вывод ключа связаны соответстоенно с управляющим выходом блока программ и с нулевой шиной устройства.