Двухотсчетный следящий привод

,ЯО, 170053 1)5 С 05 В 11/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСИОМУ С 8 ти работыприводастоте.1 входногоегистр 3,атель 4грубого"свяи РИВОДсистения и разра оянной правля ретени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР 21) 4648747/24 (22) 08,02,89 (46) 23,12.91.Бюл, 8 ф 47 (72) Е.В,Архангельский, В.Н,Бродо ский, А.А.Замбржицкий, Н,А,Иурато ва, Т.В.Петухова, Г,-В,А.Свицын и Ю.Н.Семенов (53) 62-50(088,8). (56) Авторское свидетельство СССР й 1580404, кл, С 06 с 7/30, 09.12.88,Авторское свидетельство СССР й 163 1517, кл, Г 05 В 11/01, 14,10,88 (прототип),(54) ЛВУХОТСЧЕТНЦИ СЛЕДЯЩИЙ П (57) Изобретение относится к мам автоматического управле может быть использовано при ке следящих систем при пост частоте обмена дискретной у щей информацией. Целью изоб является повышение точносдвухотсчетного следящегопри пониженной тактовой чаПривод содержит задатчиквоздействия, делитель 2, рцифроаналоговый преобразовгрубого отсчета, сумматоротсчета, датчик 6 обратнои 3грубого отсчета, корректор 7 кодаточного отсчета, цифроаналоговыйпреобразователь 8 точного отсчета,селектор 9, усилитель 10, двигатель11, редуктор 12, нагрузку 13, сумматор 14 точного отсчета, коммутатор15, первый 16 и второй 17 датчикиобратной связи точного отсчетаанализатор 18 кода точного отсчета,блок 19 выделения первого тактового интервала, блок 20 определениязнака заданной скорости, блок 21определения четности тактового ин1700535 тервала, экстраполятор 22, источник 23 опорного напряжения, понто-1 Изобретение относится к системамавтоматического управления и можетбыть использовано при разработке следящих систем,при постоянной частотеобмена дискретной управляющей ин-Форма ци ей,Целью изобретения является повы 15шение точности работы двухотсчетного следящего привода при пониженнойтактовой частоте.На Фиг, 1 представлена структурная схема привода, на фиг. 2 - структурная схема я временные диаграммыработы блока выделения первого так 1тового интервала,. на Фиг.- иллюстрация работы привода.Двухотсчетный следящий приводсодержит задатчик 1 входного воздействия, делитель 2, регистр 3, циФроаналоговый преобразователь 1 грубого отсчета, сумматор 5 грубого отсчета, датчик 6 обратной связи грубого отсчета, корректор 7 кода. точного отсчета, циФроаналоговый преобразователь 8 точного отсчета селектор 9, усилитель 10, двигатель 11,редуктор 12, нагрузку 13, сумматор1 ч точного отсчета, коммутатор 15,первый 16 и второй 17 датчики обратной связи точного отсчета, анализатор 18 кода точного отсчета, блок19 выделения первого тактового интервала, блок 20 определения знака заданной скорости, блок 21 определения четности тактового интервала,экстраполятор 22, источник 23 опорного напряжения, повторитель 2 ч иинвертор 25.Блок 19 выделения первого тактового интервала (Фиг.2) содержит управляющий вход 26, инФормационныйвход 27, первый 0-триггер 28, элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29,первый 30 и второй5031 инверторы, второй Р"триггер 32, вход33 опорного напряжения, второй 31 ипервый 35 токозадающие резисторы,В качестве корректора 7 кода точного отсчета может быть использован55управляемый инвертор.Анализатор 18 кода точного отсчетареализуется схемой ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,ритель 21 и инвертор 25. 1 з.п.Ф-лы, 4 ил. Реализация экстраполятора 22 приведена в известном приводе.В качестве блока 20 определение знака заданной скорости используется0-триггер,В качестве блока 21 определениячетности тактового интервала можетбыть использован одноразрядный счетчик,Устройство работает следующим образом.Режим больших рассогласований.Задающий угол в виде циФровогоуправляющего воздействия поступаетна вход регистра 3 и сопровождаетсяимпульсами тактовой частоты, поступающими на тактовый вход. Группа старших разрядов кода (грубый отсчет)преобразуется в аналоговую величинуциФроаналоговым преобразователем 1грубого отсчета и поступает на второй вход сумматора 5 грубого отсчета.На первый вход сумматора 5 грубогоотсчета поступает напряжение с датчика обратной связи б грубого отсчета - с движка потенциометра, установленного на измерительном валугрубого отсчета редуктора 12 Сигналрассогласования грубого отсчета свыхода сумматора 5 грубого отсчета поступает на первый вход селектора 9,где анализируется его абсолютная величина. Для режима большого рассогласования эта величина превышаетзаранее заданную пороговую величину ипоэтому по результату их сравненияк входу усилителя 10 селектором 9подключается выходной сигнал сумматора 5 грубого отсчета. Сигнал с выхода усилителя 10 поступает на двигатель 11, который, отрабатывая сигнал рассогласования, разворачиваетвалы всех датчиков обратной связи инагрузку 13,По мере отработки рассогласованияследящим приводом сигнал рассогласования грубого отсчета на выходе сумматора 5 грубого отсчета уменьшаетсядо величины, которая меньше заранеезаданной пороговой величины, установленной в селекторе 9, Эта порого1 О вая величина выбрана из условия: если текущая ошибка грубого отсчетастановится меньше ее, то рассогласо-вание следящего привода меньше линейной зоны канала точного отсчета.В этом случае следящий привод пере-,ходит на работу в следующий режим.Режим малых рассогласований,В этом режиме селектор 9 подклю-.чает к входу усилителя 10 выходнойсигнал сумматора 1 ч точного отсчета.Сигнал рассогласования в канале точного отсчета на выходе сумматора 1 Йобразуется при вычитании из выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета, прошедшего через экстраполятор 22, врезультате чего ступенчатая формасигнала превращается в линейноизменяющийся сигнал обратной связиточного отсчета, снимаемого с потенциометров-датчиков точного отсчетаи коммутируемого коммутатором 15на второй вход сумматора 1 ч точногоотсчета. Полученный на выходе сумматора 11 точного отсчета сигнал рассогласования отрабатывается двигателем 11,Применение в канале точного отсчета двух датчиков обратной связивызвано тем, что измерительный валточного отсчета редуктора 12 является многооборотным, при установке однооборотных потенциометровкругового вращения в определенныхугловых положениях измерительного,вала будет происходить разрыв в вы-ходном сигнале потенциометра. Длятого, чтобь 1 обойти эти разрывы ипри этом не потерять информации оположении вала, точного отсчета, нанем установлены два датчика обратной связи - потенциометра, развернуо цтых друг относительно друга на 180и запитанных вместе цифроаналоговымпреобразователем 8 точного отсчетаот одного источника 23 опорного напряжения, чем исключаются ошибкимасштабирования, Выходной сигналобоих датчиков точного отсчета по"ступает на вход коммутатора 15, уп"равление которым происходит по сигналу анализатора 18 кода точного отсчета, в результате чего на второйвход сумматора 1 ч точного отсчетапоступает сигнал с того датчика точного отсчета, движок которого в данный момент находится в рабочей зоне. Одновременно с переключением выходныхсигналов датчиков обратной связи точ-ного отсчета коммутатором 1 на входе сумматора 11 точного отсчета потому же сигналу анализатора 18 кодаточного отсчета происходит коррекцияс помощью корректора 7 кода точногоотсчета старшего разряда кода младшей группы разрядов регистра 3 (кодауправления точного отсчета), поступающего на вход цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета. Графики значений кодов, выходных сигналованализатора 18 и корректора 7, выходных напряжений цифроаналогового преобразовател 8 8 точного отсчета, первого 16 и второго 17 датчиков обратной связи точного отсчета и коммутатора 15 для случая согласованногоположения приведены на Фиг,1,Здесь управляющее воздействие в виде группы младших разрядов кода ре" гистра 3 (сигналы а,б,в,г), поступает на вход цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета, причем старший разряд - сигналпоступает через корректор 7, представляющий собой управляемый инвертор, Сигнал управления корректором 7 вырабатыва" ется схемой ИСКЛЮЧАЮЩЕГ ИЛИ - анализатором 18, на вход которого поданы выходы двух старших разрядов этой группы кода сигналы 5 и Я . На выходе анализатора 18 образуется сигнал, а сигналкорректором 7 преобразуется в сигнал 6, при нулевом значении сигналапроисходит инверсия сигнала ,На фиг, ч цифрами 1, 2, 1, 8 показана относительная цена, которую имеет каждый разряд кода точного отсчета регистра 3 при преобразовании его в аналоговую величину. ГраФик У (тонкая линия) соответству= ет зависимости сигнала цифроаналогового преобразователя 8 при отсутствии корректора 7. При работе коррек тора 7 график преобразуется в зависимость Б, показанную на Фиг, б жирной линией. Этот график получается суммированием значений сигналов О, 5, 6, 6 взятых со своей ценой каждый. Такой сигнал. получается на выходе цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета и поступает на вход экстраполятора 22, с выхода которого после опера5055 ции экстраполирования поступает на первый вход сумматора 14 точного отсчета. На Фиг, 4 показана также зависимость выходных сигналов датчиков обратной связи. Смещение граФйков Би 11 относительно друг друга вдоль оси абсцисс определено и взаимным разворотом на 180 , а взаимное расположение относительно г афика задающих кодов и выходного н пряжения цифроаналогового преобраз вателя 8 точного отсцета принято условно для случая рассогласования пр точному отсчету, равному нулю. Сигнал, поступающий на второй вход сумматора 14, представляет собой о 1 резки этих графиков, выделенные ж рной линией, поочередное включен е которых коммутатором 15 опрер ляется выходным сигналом анализ тора 18 - сигналом фВведение экстраполятора 22 позвэляет превратить ступенчатообразню Форму управляющего воздействия в линейно изменяемую в течение кажд го тактового интервала, что суцстеенно снижает уровень пожени н входе усилителя 10, в результате чего повышается точность и плав" нрсть работы привода.Выходной сигнал экстраполяторв 22 образуется путем сложения теку. щего знацения с проинтегрированной разностью между текущим и предыдущм значениями выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 8 трчного отсчета, Постоянная интегрирования равна тактовому интервВлу. Для обеспечения получения непрерывного выходного сигнала экстраполятор 22 выполнен из двух одинаковых цастей, выдающих сигнал пооцередно, одна из которых в текущий момент участвует в образовании вЫходного сигнала, а в другой происходит обнуление интегратора и зарядка памяти уровнем выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета.Для управления оцередностью работы этих частей экстраполятора 22 первый вход соединен с выходом блока 21 определения четности тактового интервала.Особенность работы экстраполятора 22 в двухотсцетном следящем привОде состоит в том, что при смене выходного сигнала анализатора 5 10 15 20 25 30 35 40 18 кода (при переключении датчиков обратной связи точного отсцета и корректировке входного кода цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета) образуется дополнительный скачок выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 8 точного отсчета, направленный против текущих скачков изменения сигнала, определяемых значением знака заданной скорости, и равный по велицине половине опорного напряжения, запитывающего датчики обратной связи точного отсчета и цифроаналоговый преобразователь 8 точного отсчета (фиг,4); Этот скачок выходного напряжения должен быть передан на первый вход сумматора 14 точного отсцета через экстраполятор 22 без изменения, так как на второй вход сумматора 14 точного отсчета одновременно с выхода коммутатора 15 поступает точно такой же скачок напряжения при коммутации выходных сигналов датчиков обратной связи точного отсчета, и только в этом случае не будет нарушена непрерывность в выдаче выходного сигнала рассогласования с выхода сумматора 14 точного отсчета.Для Формирования указанного скачка выходного напряжения экстраполятора 22 к нему подведены половинные значения опорного напряжения разных полярностей и управляющие сигналы от блока 19 выделения первого тактового интервала (при каждом изменении выходного сигнала анализатора 18 кода точного отсчета - при каждом переключении датчиков обратной связи тоцного отсцета) и от блока 20 определения знака заданной скорости. Формула изобретения 1. Двухотсчетный следящий привод, содержащий задатцик входного воздействия, информационный и тактовый выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, выходы группы старших разрядов которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя грубого отсчета, выход старшего разряда из группы выходов младших разрядов регистра соединен с информационным входом корректора кода точного отсчета, выход которого соединен с входомстаршего разряда цифроаналоговогопреобразователя точного отсчета,остальные выходы группы выходов младших разрядов регистра соединены с со-.5ответствующими входами цифроаналогового преобразователя точного отсчета,выходы двух старших разрядов группывыходов младших разрядов регистрасоединены с соответствующими входамианализатора кода точного отсчета,выход которого соединен с управляющим входом корректора кора точногоотсчета и управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с пер вым входом сумматора точного отсчета,выход которого соединен с вторым вхо-,дом селектора, выход которого черезпоследовательно соединенные усилитель и двигатель соединен с вхорным 2 Овалом редуктора, выходной вал которого соединен с нагрузкой, измерительный выход грубого отсчета редуктора соединен с датчиком обратнойсвязи грубого отсчета, выход которого соединен с первым входом сумматорагрубого отсчета, выход котЬрого соединен с первым входом селектора, измерительный выход точного отсчета редуктора соединен с первым и вторым 30датчиками обратной связи точного отсчета, выходы которых соединены ссоответствующими информационнымивходами коммутатора, выхор источникаопорного напряжения соединен с входа- З 5ми опорного напряжения первого и второго датчиков обратной связи точногоотсчета, датчика обратной связи грубого отсчета, цифроаналогового преобразователя точного отсчета и цицеро Оаналогового преобразователя грубогоотсчета, выход которого соединен свторым входом сумматора грубого отсчета, о т л и ч а ю щ и й с я тем,чтор с целью повышения точности при 45пониженной тактовый частоте, дополнительно введены блок выделения перво"го тактового интервала, блок определения знака заданной скорости,блок определения четности тактовогоинтервала, экстраполятор, повторитель,инвертор и делитель, выход. источникаопорного напряжения через делительсоединен со входами повторителя иинвертора, выходы которых соединеныс соответствующими входами опорного напряжения экстраполятора, выход которого соединен с вторым входом сумматора точного отсчета, тактовый выход задатчика входного воздействия соединен с управляющим вхором блока выделения первого тактового интервала и через блок определения четности тактового интервала с первым управляющим входом экстраполятора, выход второго старшего разряда из группы выходов младших разрядов регистра соединен с управляющим входом блока определения знака заданной скорости-; выход которого соединен с вторым управляющим входом экстраполятора, выход анализатора кода точного отсчета соеринен с информационным входом блока выделения первого тактового интервала, выход которого соединен с информационным входом блока определения знака заданной скорости и третьим управляющим входом экстраполятора, информационный вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя точного отсчета,2, Привод по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения плавности работы привода в процессе переключения датчиков обратной связи точного отсчета, блок выделения первого. тактового интервала содержит два П-триггера, Э-вход первого из которых и первый вход элемента ИСКЛЮЧАВЦЕЕ ИЛИ соединены с управляющим входом блока выделения первого тактового интервала, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен через первый инвертор с Б-входом и непосредственно с й-входом второго П-триггера, выход которого является выходом блока выделения первого тактового интервала, информационный вход которого соединен с С-входом первого Э-триггера непосредственно и через второй инвертор - с С-входом второго Р-триггера,й-вход которого через первый токозадающий резистор соединен с входом опорного напряжения блока выделения первого тактового интервала, соединенным через второй токозадаюший резистор с 8- и В.-входами первого П-триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.1700535 Составитель Б,КирсановТехред А. Кравчук Корректор И.Самборская Редактор М,Янковиц Заказ М 6 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, МоскваЖ 35 р Раушская наб д 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101