Устройство для управления многоканальным электроприводом тренажера

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ТРЕНАЖЕРА, содержащее широтно-импульсные модуляторы, усилители мощности , буферные регистры и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частотыj дешифратор нуля, счетчик каналов и дешифратор, а также датчики скорости и электродвигатели, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены согласующий блок,, фазовый измеритель рассогласования, десятичный счетчик, постоянные запоминающие блоки, регистры знака и кода рассогласования , два мультиплексора, . два компаратора нуля, цифроаналоговые преобразователи и блок, индикации , первые входы которого подключены к вькодам буферных регистров , вторые входы - к выходу дешифратора нуля, а третьи входы - к выходам дешифратора, управляющим входам согласующего блока и первым входам регистра знака и кода рассогласования , выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи соединены с первыт ми входами широтно-импульсных модуляторов , подключенных вторыми входами к выходам датчиков, а выходами через усилители мощности - к электродвигателям, выход генератора подключен к второму входу десятичного счетчика, второму установочному входу согласукмцего блока и второму входу фазового измерителя рассогласований, выходы которого подключены к вторым входам регистров знака и кода рассогласования, § третий вход - к выходу первого мульсл типлексора и установочным первого и второго буферных регистров , а четвертый вход - к выходу второго мультиплексора и установочным входам третьего и четвертого буферных регистров, информационные входы первого и третьего буферных 00 регистров соединены с первыми выходами десятичного счетчика, а инфоро мационные входы второго и четверто00 4ib го буферных регистров - с вторыми выходами десятичного счетчика, выО ) ходы счетчика каналов соединены с первыми входами первого мультиплексора , вторые входы которого подключены к выходам блока связи с ЭВМ, выходы делителя частоты соединены с входами первого и второго постоянных запоминающих блоков,, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключены к входам усилителей мощности, соединенных выходами со статорными обмотками вращающихся трансформаторов , роторные обмотки которых че

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН(I9)SU(II) 1 (51) 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3691297/24-24 (22) 06.01. 84 (46) 23.09.85. Бюл. ¹ 35 (72) И.Л. Абрамов, И.M. Гольтман, О.С. Каральник и 10 ° E. Тарновский (71) Одесское конструкторское бюро кинооборудования (53) 621,503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 744466, кл. G 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 805246, кл. С 05 В 11/00, 1978. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЬ1М ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

ТРЕНАЖЕРА, содержащее широтно-импульсные модуляторы, усилители мощности, буферные регистры и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, дешифратор нуля, счетчик каналов и дешифратор, а также датчики скорости и электродвигатели, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены согласующий блок, фазовый измеритель рассогласования, десятичный счетчик, постоянные запоминающие блоки, регистры знака и кода рассогласования, два мультиплексора, два компаратора нуля, цифроаналоговые преобразователи и блок.индикации, первые входы которого подключены к выходам буферных регистров, вторые входы — к выходу дешифратора нуля, а третьи входы — к выходам дешифратора, управляющим входам согласующего блока и первым входам регистра знака и кода рассогласования, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи соединены с первы ми входами широтно-импульсных модуляторов, подключенных вторыми входами к выходам датчиков, а выходами через усилители мощности — к электродвигателям,, выход генератора подключен к второму входу десятичного счетчика, второму установочному входу согласующего блока и второму входу фазового измерителя рассогласований, выходы которого подключены к вторым входам регистров знака и кода рассогласования, третий вход — к выходу первого мультиплексора и установочным входам первого и второго буферных регистров, а четвертый вход — к выходу второго мультиплексора и установочным входам третьего и четвертого буферных регистров, информационные входы первого и третьего буферных регистров соединены с первыми выходами десятичного счетчика, а информационные входы второго и четвертого буферных регистров — с вторыми выходами десятичного счетчика, выходы счетчика каналов соединены с первыми входами первого мультиплексора, вторые входы которого подключены к выходам блока связи с ЭВМ, выходы делителя частоты соединены с входами первого и второго постоянных запоминающих блоков, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключены к входам усилителей мощности, соединенных выходами со статорными обмотками вращающихся трансформаторов, роторные обмотки которых че1180846 грез компараторы нуля подключены к первым входам второго мультиплексора, соединенного вторыми входами с выходами счетчика каналов.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что фазовый измеритель рассогласования содержит последовательно соединенные первъй КБ-триггер, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, второй элемент

И, второй RS-триггер и первый элемент 2И-ИЛИ, а также третий и четвертый RS-триггеры, четыре элемента

И, дешифратор кода, инвертор, второй и третий элементы 2И-ИЛИ, два счетчика кода рассогласования,.

R-входы которых подключены к R-входам первого и третьего RS-триггеров, инверсный выход первого RS-три гера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к R-входу второго Rs-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента

2И-ИЛИ, третий вход которого подключен к прямому выходу четвертого

RS — òðèããåðà и первым входам первого и третьего элементов 2И-ИЛИ, а четИзобретение относится к программному управлению с числовым вводом информации и может быть использовано в системах многоканального электропривода, и, прежде всего, в системах управления кинотренажерами.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства.

Такое построение схемы позволяет получить многоканальное устройство 10 беэ коммутации большого числа кодовых шин и многоразрядных блоков сравнения и цифровой коррекции, что значительно упрощает конструкцию по сравнению с известной системой управ- 15 ления. Наличие обратной связи по скорости и возможность индикации данных и текущих значений положений вертый вход — к инверсному выходу четвертого RS-триггера и вторым входам второго и третьего элементов

2И-ИЛИ, третий вход второго элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом первого разряда первого счетчика кода рассогласования, четвертый вход— с выходом первого разряда второго счетчика кода рассогласования, третий вход третьего элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом старшего разряда счетчика кода рассогласования, а четвертый вход — с выходом старшего разряда второго счетчика кода рассогласования и через дешифратор с S-входом четвертого RS-триггера, информационные входы первого и второго счетчиков кода рассогласования подключены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первые входы которых соединены с вторым входом фазового измерителя рассогласования, второй вход шестого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, второму входу четвертого элемента И и через инвертор— к второму входу пятого элемента И, R-вход — к первому входу фазового измерителя рассогласования, a S-вход третьего RS-триггера — к второму вхо-. ду фазового измерителя рассогласования. исполнительных механизмов суще ственно расширяет область применения такого устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства на фиг. 2 — функциональная схема фазового измерителя рассогласования, на фиг. 3 — функциональная схема блока связи с ЭВМ.

Устройство управления многоканальным электроприводом тренажера содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, десятичный счетчик 3 и блок 4 связи с ЭВМ, фазовый измеритель 5 рассогласования, дешифратор 6 нуля, постоянные запоминающие блоки (ПЗУ) синусной 7 и косинусной 8 функций, 3 1 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 9, усилители 10@ мощности подсоединены к статорным обмоткам

11*, в каждом из и каналов, роторные обмотки которых через компараторы 12(=q, нуля подключены к информационным входам мультиплексора 13 фаз текущих положений, счетчик 14 каналов, блок 15 индикации, дешифратор 16, мультиплексор 17 заданных положений, регистры 18 1 „ знака и кода рассогласования, буферные регистры 19, ЦАП 20 1 „ . широтно-импульсные модуляторы (НИМ) 21,.д датчики 221 „ скорости, усилители

23 „мощности, электродвигатели

241 „..

Измеритель 5 рассогласования (фиг. 2) предназначен для определения направления перемещения исполнительных механизмов и кода рассогласования в зависимости от величины рассогласования между заданными и текущими положениями, и содержит триггеры 25 и 26, элементы И 27 и 28, подключенные к входу элемента ИЛИ 29 и первым входам элементов

И 30 и 31, второй триггер 32, элементы И 33 и 34, инвертор 35, счет- чики 36 и 37 кодов рассогласования, выходы которых подключены к входам дешифратора 38 кода и первым входам .элементов 2И-ИЛИ 39, элемент 2И-ИЛИ 40, RS-триггер 41.

Согласующий блок (фиг. 3) содержит входные регистры 42 1, дешифратор

43 номера канала, счетчики 44 1 импульсов.

Устройство управления многоканальным электроприводом тренажера работает следующим образом.

Синхронно с заполнением делителя 2 частоты происходит считывание

m-разрядных кодов синусных и косинусных функций из ПЗУ 7 и 8. После

ЦАП 9 на выходах усилителей 10 мощности формируются сдвинутые на о

90 синусоидальные напряжения, которыми запитываются статорные обмотки 11 синусно-косинусных ВТ.

В роторных обмотках 11 ВТ наводится синусоидальное напряжение, фаза которого линейно зависит от угла поворота ВТ. Так как синусное и косинусное напряжения формируются цифровым методом в ПЗУ и их период определяется количеством импульсов в периоде отсчета Т, определяемом

180846 4

55 делителем 2 частоты, то фаза выходного напряжения однозначно связана с кодами делителя 2 частоты и счетчика 3, причем нулевая фаза соответствует нулевому положению делителя 2. Компараторы 12 нуля переключаются при изменении знака напряжения, наведенного в роторной обмотке, т.е. фазу выходного напряжения определяют относительно "0" отсчета. Таким образом, в момент переключения компараторов нуля код на выходе делителя 2 частоты и десятичного счетчика 3 является двоичным и десятичным кодом угла поворота ВТ. Десятичный код подается на информационные входы буферных регистров 19, с входов которых код поступает в блок 15 индикации.

Выходной импульс дешифратора 6 нуля является счетным для счетчика

14 каналов, т.е. за один период отсчета счетчик 14 каналов изменяет свое состояние на "1". Импульсы с выхода счетчика 14 каналов подаются на дешифратор 16 номера канала и на опросные входы мультиплексоров фаз 17 и текущих положений 13. На выходах последних синхронно с кодами счетчика 14 каналов формируются сигналы, фаза которых относительно начала отсчета определяет текущее и заданное положение в соответствующем канале. Выходные сигналы с мультиплексоров поступают на синхровходы буферных регистров 19 и на измеритель 5 рассогласования.

На выходах дешифратора 16 номера каналов вырабатываются импульсы,. определяющие принадлежность к одному из и каналов и управляющие работой блока 15 индикации, блока

4 связи с ЭВМ и приемными регистрами 18 блоков приводов. На входы этих регистров с выхода фазового измерителя 5 рассогласования подается знак и код рассогласования для хранения в течение времени измерения по всем и каналам. Далее через ЦАП 20 сигналы поступают на выходы .IIIHM 21 и определяют направление вращения электродвигателей и величину скорости в зависимости от величины рассогласования. Так как быстродействие всей мультиплексорной системы управления выше быстродействия приводов, то неподключенные в данный момент к изме1180846 рителю 5 рассогласования приводы обрабатывают ранее поступивший код рассогласования.

Измеритель 5 рассогласования (фиг. 2) работает следующим образом.

Фронты, характеризующие фазы заданных текущих значений скоростей с мультиплексоров 17 и 18, подаются соответственно на единичные входы входных триггеров 25 и

26, которые .предварительно импульсом с дешифратора 6 нуля установлены в нулевое состояние. В зависимости от того, какой фронт поступил раньше, он через элементы И

27 или 28 первой ступени подается на первый вход элементов И 30 или

31 второй ступени, на второй вход которых подается импульс с выхода схемы ИЛИ 29. Импульсом с выхода схемы 30 или 31 триггер 32 знака перемещения устанавливается в единичное или нулевое состояние и открывает один из вентилей выходного элемента 2 И-ИЛИ 40 направления перемещения. Кроме того, импульсы с выхода элемента ИЛИ 29 и р инвертора 35 открывают элементы

И 33 и 34, через которые тактовые импульсы с выхода генератора 1 поступают на счетные входы счетчиков

36 и 37 кода рассогласования.

Счетчик 36 подсчитывает число им- . пульсов, пропорциональное коду разности между текущим и заданным значениями положений, а четчик 37 число между общим количеством импульсов в периоде Т и разностью между текущим и заданным значениями положений. Если разность текущего и заданного значений перемещений не более половины максимального рассогласования, т.е, половины количества импульсов в периоде Т, то код рассогласования считывается с выхода счетчика 36. Если же эч а разность больше половины количества импульсов в периоде, то код считывается со счетчика 37, т.е. считывание всегда производится из того счетчика, код которого меньше. Значение половины количества импульсов вырабатывается

55 дешифратором 38, импульс с выхода которого устанавливает триггер 41 в "1". Этот триггер управляет выходными элементами 2И-ИЛИ 39 и 40.

Код величины рассогласования снимается с выходов элементов 2И-HJIH

39, а знак направления перемещения — с выхода элементов 2И-ИЛИ

40 и подаются на приемные регистры

18 каждого иэ и каналов приводов.

Блок !5 индикации предназначен для индикации текущих и заданных положений приводов в каждом из и каналов. Он содержит и (по числу каналов) групп индикаторов по х в каждой группе (х - число разрядов в каждом канале). Эти индикаторы последовательно отпираются импульсами дешифратора 16 номера каналов.

Наличие кодов в буферных регистрах и информации о принадлежности этого кода определенному каналу позволяет осуществить индикацию.

Блок 4 связи с ЭВИ принимает по кодовым шинам от 3ВМ коды заданных положений и информацию об их принадлежности по 11 каналам, преобра/ зовывает эти двоичные коды в фазы заданных положений и выдает их на информационные входы мультиплексо ра 17 фаз заданных положений.

Построение устройства многоканального электропривода, содержащего большое количество приводов, управляемых от цифровой ЭБМ, на основе предлагаемого изобретения обеспечивает значительное упрощение конструкции за счет изъятия в каждом канале устройства аналоговых устройств. Предлагаемое устройство управления по существу представляет собой цифровую систему, которой не требуется индивидуальной настройки, что в значительной мере облегчает отладку и эксплуатацию

его по сравнению с известными устройствами. Наличие обратной связи по скорости и обеспечение пропорциональности кода на выходе ЦАП углу поворота исполнительного механизма позволяет осуществлять индикацию значения угла поворота, что существенно расширяе функциональные возможности устройства.

1180846

КпМ шины

УВР1

1180846 ана оЖжю

1180846

Составитель И. Швец

Техред З.Палий Корректор И. Эрдейи

Редактор Е. Папп

Заказ 5922/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4