Двухкоординатная система для программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам программного управления координатными перемещениями испытательных и технологических органов. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности системы программного управления. Данная двухкоординатная система программного управления позволяет повысить лроизводительность и точность воспроизведения прямых .контурных линий исполнительными органами подобных систем. В двухкоординатчую систему программного управления, содержащую блок 1 программного управления с последоват: льно подключенными регистром 2 и множительным элементом 3, подключенный к блоку прог о (Л со 4 00 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 05 В 19 18 описания изоБрктКНия

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3851232/24-, 24 (22) 31.01.85 (46) 07.08.86. Бюл. У 29 (71 ) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) 10. В. Абакулин, Е. А. Бондарен ко, Л. И. Евсеева и Е. И. Погодина (53) 621.503 ° 55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 448436, кл. G 05 В )9/38, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 853610, кл. G 05 В 19/21, G 06 К 15/22, 1980.

Аналоговые интегральные схемы.

Под ред. С. В. Якубовского. M.: Советское радио, с. 278, рис. 4..63 .

Шило В. А. Функциональные анало, говые интегральные микросхемы, М.: Радио и связь, 1982, с. 45, рис ° 1.25 а.

„„80„„1249483 А 1 (54) ДВУХКООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам программного управления координатными перемещениями испытательных и технологических органов. Цель изобретения — повьппение быстродействия и точности системы программного управления.

Данная цвухкоординатная система программного управления позволяет повысить лроизводительность и точность воспроизведения прямых, контурных линий исполнительными органами подобных систем. В двухкоординатчую систему программного управления, содержащую блок 1 п1 ограммного управления с последоват льно подключенными регистром 2 и множительным элементом 3, подключенныи к блоку прог1249483 раммного управления первый коммутатор 6 и подключенные к блоку программного управления два канала управления, состоящие из последовательно соединенных блока 8 сравнения, цифроаналогового преобразователя 9, сумматора 10 корректирующих сигналов, сервопривода 1 1 исполнительного механизма и датчик 12 положения, подключенного к второму вхоцу блока сравнения, дополнительно введены последовательно соединенные второй блок 4 сравнения, релейный элемент 5 и второй коммутатор 7, подключенный к блоку 1 программного управления, а в каждый канал управления введены сумматор,14 взвешенных сигналов и блок 13 датчиков скорости и ускорения, расположенный на сервоприводе исполнительного меха— низма, причем входы сумматора 14

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам программного управления координатными перемешениями ис пытательных и технологических орга- 5 нов.

Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и точности двухкоординатной системы программного управления путем формирования корректи рующего сигнала и применения быстродействующего регулятора, обеспечивающих сохранение задаваемой программной пропорциональности выходных переменных за счет поддержания пропорциональности координатных рассоглас. сований и всех измеряемых в серно-приводах переменных состояния.

Вновь вводимые блоки обеспечивают быстродействие процессу коррекции, так как при нарушении заданной пропорциональности между каналами сравнивающее устройство дает сигнал на релейный элемент, который через второй коммутатор посылает максимальный сигнал соответствующего знака в ведоФ 1 .мый канал и тем самым сразу ликвидирует его отставание (опережение). подключены к выходам блока 13 датчиков скорости и ускорения и к выходу цифроаналогового преобразователя 9, а выходы сумматоров 14 взвешенных сигналов через первый коммутатор 6 подключены к вторым входам множительного элемента 3 и второго блока 4 сравнения, выход релейного элемента 5 через второй коммутатор 7 подключен к вторым входам сумматора 10 корректирующих сигналов, а выход множительного .элемента 3 подключен к первому входу второго блока сравнения. Изобретение может быть использовано в графопостроителях и координатографах с линейной интерполяцией, а также в системах программного управления металлорежущего оборудования и других системах линейного двухкоординатного перемещения исполнительного органа. 3 ил.

На фиг. 1 приведена функциональная схема системы; на фиг ° 2 — блок программного управления, вариант; на фиг. 3 — отдельные блоки на опера:: ционных усилителях, аналоговых переключателях и инверторе, вариант.

Двухкоординатная система программного управления содержит блок программного управления, регистр 2, множительный элемент 3, блок 4 сравнения, релейный элемент 5, первый 6 и второй 7 коммутаторы, а также в каждом канале управления блок 8 срав. нения, цифроаналоговый.преобразователь 9„ сумматор 10 корректирующего сигнала, сервопривод 11 исполнительного механизма, датчик 12 положения, блок 13 датчиков скорости и ускорения и сумматор 14 взвешенных сигналов. Блок 1 программного управления содержит интерполятор 15, элемент 16 сравнения, элемент НЕ 17, мультиплексор 18, делитель 19,схема (фиг.3) содержит также операционные усилители 20 — 27, аналоговые переключатели 28-30, элемент И 31, цифровой преобразователь 32, резисторы

33 — 56.

1249483

25

35

55

В двухкоординатной системе программного управления один из каналов является ведущим, работающим с максимальной скоростью, а второй с меньшей скоростью, определяемой уг— лом наклона траектории: если угол наклона траектории к оси Х меньше 45 то ведущим является канал Х, в противном случае — ведущий канал У.

Работа системы заключается в следующем. . С блока 1 программного управления 1 подаются сигналы, соответствующие заданным перемещениям в каналах )(и Ц, на замкнутые следящие системы, состоящие из блока 8 сравнения, цифроаналогового преобразователя 9, сумматора !0 корректирующих сигналов, сервопривода 11 исполнительного механизма и датчика 12 положения. Остальная часть схемы вырабатывает дополнительный корректирующий сигнал, повышающий точность, подаваемый на второй вход сумматора 10 корректирующих сигналов. Для этого предусмотрен связанный с сервоприводом 11 исполнительного механизма блок 13 датчиков скорости и ускорения, дающий дополнительные сигналы, соответствующие скоростям и ускорениям перемещения сервопривода, которые суммируются с весовыми коэффициентами в сумматоре 14 взвешенных сигналов в аналоговой форме, выходы которых через коммутатор 6 подсоединяются к аналоговому входу множительного элемента 3 и первому входу блока 4 сравнения. Если угол накло— на траектории 8 (45, то с выхода блока 1 программного управления на управляющий вход коммутатора 6 подается сигнал такой полярности, что коммутатор 6 соединяет выход сумматора 14 взвешенных сигналов (канала к ) со входом блока 4 сравнения, а соответствующий выход канала с входом множительного. элемента 3.

При К>45О выход канала 9 подключается на вход блока 4 сравнения, а выход канала X †-. . на вход множительного элемента 3. Тогда сигнал, подаваемый на анапоговый вход множительного элемента 3, умножается на тангенс угла наклона траектории m, подаваемый ца цифровом коде с блока программного управления через регистр 2 на цифровой вход множитель- ного элемента 3, выход которого подключен на второй вход блока 4 сравнения. Таким образом, производится сравнение взвешенных сигналов рассогласования с учетом заданного коэф ыциента пропорциональности и через релейный элемент 5, и коммутатор 7, управляемый тем же двоичным сигналом, что и коммутатор 6, подает релейный сигнал рассогласования в ведомый канал на второй вход сумматора 10 корректирующего сигнала. Этот дополнительный корректирующий сигнал обеспечивает пропорциональность перемешений и скоростей каналов g и Ч как в установившемся, так и в переходных режимах, и является быстродействующим блогодаря релейному элементу.

Блок 1 программного управления выдает следующие сигналы: задающие сигналы в каналы 7 и 4 (на входы блока 8) в соответствии с алгоритмом интерполяции; коэффициент наклона от ч резка интерполяции tp;4- — -"Х -Х„ при 1 (45 или tg(" — ) при 1 45 в

2 цифровом коде на блок 2; двоичный сигнал для управления коммутаторами 6 и 7 в зависимости от величины угла 1.

Если интерполятор имеет импульсный выход, то блок 8 сравнения должен выполняться как реверсивный счетчик и должен быть применен импульсный датчик положения.

Под блоком 13 ;,атчиков понимается совокупность измерителей (измерителей скорости, тока двигателя, а также идентификаторы переменных состояний при наличии неизмеряемых переменных).

Множительный элемент 3, выполнен-, ный на схеме умножающего цифрового преобразователя и операционном усилителе, представляет собой цифровой аттенюатор, т.е. цифроаналоговый преобразователь, в котором вместо опорного напряжения используется переменный входной сигнал, а выходной аналоговый сигнал пропорционален произведению аналогового и цифрового входных сигналов.

Формула изобретения

Двухкоординатная система для программного управления, содержащая блок программного управления, подключенный первым выходом через регистр к

1249483 входу множительного элемента, вторым выходом — к первому входу, первого коммутатора, и два канала управления, каждыи из KoT0pbIx coc ÃÎèò иэ последовательно, соединенных первого блока сравнения, цифроаналогового преобразователя, сумматора корректирующих сигналов, сервопривода исполнительного механизма и датчика положения, 10 выход которого соединен с первым вхо. дом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с соответствующим выходом блока программного управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, в нее введены последовательно соединенные второй блок сравнения, релейный элемент и второй коммутатор, а в каж- 20 дый канап управления введены сумматор взвешенных сигналов и блок датчи-. ков скорости и ускорения, выходы которого соединены с первыми входами сумматора взвешенных сигналов, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход — к соответствующему второму входу первого коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй выход первого коммутатора через множительный элемент соединен с вторым входом второго блока сравнения, второй вход сумматора корректирующих сигналов каждого канала соединен с соответствующим выходом второго коммутатора, второй вход которого подключен к второму выходу блока программного упра— вления.

1249483

Составитель И. Швец

Редактор П. Коссей Техред Н,Бонкало Корректор.А. Тяско

Заказ 4323/48 Тираж 83б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4