Следящая система

 

Изобретение относится к автоматическому управлению электроприводами и может быть использовано для автоматизации промышленных объектов, требующих повышенной плавности перемещения. Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы и снижение энергозатрат. Следящая система содержит двигатель 1,объект 2 управления, преобразователь 3 положение - код, первый вычитатель 4, задатчик 5 входного сигнала, второй 6 вычитатель, цифроаналоговый 7 преобразователь, реверсивный 8 счетчик, блок 9 установки начальных условий, коммутатор 10, первый 11 и второй 12 преобразователи код - частота, схему 13 сравнения частот, первый элемент ИЛИ 14 блока 30 дешифрации, первый дешифратор 15 блока 30 дешифрации, регистр 16, третий вычитатель 17, второй дешифратор 18 блока 30 дешифрации. Схема 13 сравнения частот содержит счетчик 19, дешифратор 20, RS=триггер 21, первый 22 и второй 23 элементы ИЛИ, элемент И и элемент 25 задержки. Коммутатор 10 содержит первый 26 и второй 27 элементы И, элемент ИЛИ 28 и элемент НЕ 29, и блок 30 дешифрации. Введение в сигнал ошибки линейного элемента увеличивает равномерность отработки. 2 ил. 2 з.п. ф - лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247898/24-24 (22) 25.05.87 (46) 23,04.89, Бюл. й- 15 (71) Красноярский политехнический институт (72) С.Ф.Другов и В .И.Пантелеев (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 830290, кл. G 05 В 11/00; 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1265692, кл, G 05 В 11/01, 1984. (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к автоматйческому управлению электроприводами и может бьггь использовано для автоматизации промышленных объектов, требующих повышенной плавности перемещений. Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы и снижение энергозатрат.

Следящая система содержит двигатель объект 2 управления, преобразова„„Я0„„1474586 А1 тель 3 положение-код, первый вычитатель 4, задатчик 5 входного сигнала, второй вычитатель 6, цифроаналоговый преобразователь 7, реверсивный счетчик 8, блок 9 установки начальных условий, коммутатор 10, первый

11 и второй 12 преобразователи код— частота, схему 13 сравнения частот, первый элемент ИЛИ 14,блок 30 дешифрации, первый дешифратор 15 блока 30 дешифрации, регистр 16, третий вычитатель 17, второй дешифра тор 18 блока 30 дешифрации. Схема 13 сравнения частот содержит счетчик

19, дешифратор 20, RS-триггер 21, первый 22 и второй 23 элементы ИЛИ, элемент И и элемент 25 задержки.

Коммутатор 10 содержит первый 26 и второй 27 элементы И, элемент ИЛИ

28 и элемент НЕ 29. Введение в сигнал ошибки линейного элемента увеличивает равномерность отработки.

2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1474586

Изобретение относится к автоматическому управлению электроприводами и может быть использовано для автоматизации промьппленных объектов, требующих повышенной плавности перемещения.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы и снижение энергозатрат.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемой системы; на фиг.2 — зависимости, поясняющие формирование траектории движения системы при отработке входного угла.

Следящая система содержит двигатель 1, объект 2 упразднения, преоб разователь 3 положение — код, первый вычитатель 4,, задатчик 5 входного сигнала, второй вычитатель 6, цифроаналоговый преобразователь 7, реверсивный счетчик 8, блок 9 установки начальных условий, коммутатор

10, преобразователи 11 и 12 код— частота, схема 13 сравнения частот, элемент ИЛИ 14, дешифратор 15, регистр 16, третий вычитатель 17 и дешифратор 18.

Схема 13 сравнения частот содержит счетчик 19, дешифратор 20, RSтриггер 21, элементы ИЛИ 22 и 23, элемент И 24, элемент 25 задержки.

Коммутатор 10 содержит элементы

И 26 и 27, элемент ИЛИ 28, элемент

НЕ 29. Дешифратор 15, элемент ИЛИ

14 и дешифратор 18 составляют блок

30 дешифрации.

Система работает следующим образом.

Координаты объекта 2 управления, задаваемые задатчиком 5, в двоичном коде поступают на группу входов первого вычитателя 4, другая группа входов которого соединена с выходом преобразователя 3 положение— код. Модуль разности кодов, соответствующий ошибке приведения, поступает на первый преобразователь

11 код — частота, преобразующий код в импульсы частотой, определяемой характеристикой вход — выход перво" го преобразователя 11 код — частота, а также на информационный вход блока 30 дешифрации, первый выход которого управляет записью в регистр

16 текущих координат объекта 2 управления, а второй выход которого используется для выдачи управляющего сигнала на схему 1.3 сравнения

5 !

О

55 частот при поступлении входного кода отработки угла с задатчика 5 входного сигнала на первый вычитатель

4. Выход регистра 16 соединен с первым входом третьего вычитателя 17, второй вход которого связан с выходом преобразовтеля 3 положение— код, при этом код на выходе третьего 17 вычитателя представляет собой приращение угла поворота выходного вала объекта 2 управления относительно предыдущего значения выходного угла задатчика 5 входного сигнала, записанного в регистре 16. Этот код преобразуется во втором преобразователе 12 код — частота в импульсы, поступающие одновременно на коммутатор 10 и схему 13. На эти же устройства поступают импульсы с выхода первого преобразователя 11 код — частота. В схеме 13 сравнения частот происходит сравнение частот импульсов преобразователей код — частота и выдается сигнал на коммутатор 10, связанный выходом со счетным входом реверсивного счетчика 8 для пропуска импульсов требуемой частоты.

В начальный момент времени, например при подаче питания на систему, блок 9 установки начальных условий выдает импульс, который поступает на вход записи реверсивного счетчика 8 и на входы установки начальных значений блока 30 дешифрации и схемы сравнения частот. При этом в реверсивный счетчик 8 и регистр 16 записывается код текущего положения объекта 2 управления, счетчик 19 сбрасывается в ноль, à RSтриггер 21 устанавливается в единицу. В этот момент на выходе второго преобразователя 12 код — частота появляются импульсы, частота которых соответствует начальному значению f . Эти импульсы не проходят на реверсивный 8 счетчик, так как сигналом единицы RS-триггера 21 его счетный вход в это время подключен к выходу первого преобразователя

11 код — частота и первому информационному входу коммутатора 10.

При поступлении с задатчика 5 входного сигнала отработки угла на выходе первого вычитателя 4 появляется код ошибки приведения,поступающий одновременно на вход первого преобразователя 11 код — частота и на вход второго дешифратора 18, на

147458б выходе которого появляется сигнал

"Единица", соответствующий началу отработки системой входного угла, который устанавливает RS-триггер

21 в положение "Ноль", разрешая прохождение импульсов второго преобразователя 12 код — частота на счетный вход реверсивного счетчика 8 и запрещая поступление на него появившихся на выходе первого преобразователя 11 код — частота импульсов, частота которых определяется величиной ошибки приведения и характеристикой вход — выход первого преобразователя 11. По мере заполнения реверсивного счетчика 8 импульсами второго преобразователя 12 код — ча стота растет ток двигателя 1 и при достижении током величины, достаточной для преодоления момента сопротивления в механических узлах, начинается движение объекта 2 управления с нарастанием скорости.

По мере увеличения выходного кода преобразователя 3 положение— код растет значение кода на выходе третьего вычитателя 17 и в соответствии с этим увеличивается выходная частота второго преобразователя 12 код — частота. Таким образом, происходит разгон двигателя 1 и объекта

2 управления в соответствии с характеристикой вход — выход второго преобразователя 12 код — частота.

По мере движения объекта 2 управления уменьшается ошибка приведения, а следовательно, и выходная частота первого преобразователя 11 код — частота, и при равенстве частот первого 11 и второго 12 преобразователей код — частота система переходит в режим торможения в соответствии с характеристикой вход— выход первого преобразователя 11 код — частота. Происходит это следующим образом. Импульсы с выхода второго преобразователя 12 код— частота поступают на элемент И 24 и через элемент 25 задержки и первый элемент ИЛИ 22 на вход сброса счетчика 19, на счетный вход которого подаются импульсы с выхода первого преобразователя 11 код— частота.

В момент поступления очередного импульса с второго преобразователя

12 код — частота на выходе счетчика

19 имеется код, соответствующий

50.

55 числу импульсов, поступивших с первого преобразователя 11 код — частота с момента поступления предыдущего импульса. второго преобразователя 12 код — частота, т.е. за период следования импульсов с второго преобразователя 12 код — частота.

Если величина этого кода превышает единицу, т.е. поступило более одного импульса,на выходе дешифратора 20 устанавливается сигнал

"Ноль", который при поступлении очередного: импульса с второго преобразователя 12 код — частота запрещает его прохождение на вход установки единицы RS-триггера 21, В то же время поступивший импульс через элемент 25 задержки и первый элемент ИЛИ 22 поступает на вход сброса счетчика 19 и устанавливает на его выходе нулевой код с задержкой, равной длительности импульса. Если за период следования импульсов с второго преобразователя 12 код — частота на счетный вход счетчика 19 поступил один импульс, либо не поступило ни одного импульса с первого преобразователя 11 код — частота, т.е. частота импульсов первого преобразователя 11 код — частота стала равной частоте импульсов второго преобразователя 12 код — частота, то к моменту прихода очередного импульса с второго преобразователя

12 код — частота на выходе счетчика t9 устанавливается код либо нуля, либо единицы. При этом на выходе дешифратора 20 появится сигнал единицы и поступивший на второй вход элемента И 24 импульс через элементы

И 24 и ИЛИ 23 поступит на вход установки единицы RS-триггера 21 и установит RS-триггер 21 в состояние

"Единица", а счетчик 19 с задержкой, равной длительности импульса, будет сброшен в ноль. Сигналом единицы

RS-триггер 21 разрешит прохождение. импульсов первого преобразователя

11 код — частота на реверсивный счетчик 8 и запретит поступление на него импульсов с второго преобразователя 12 код — частота.

С этого момента движение системы определяется выходной частотой первого преобразователя 11 код — частота, которая уменьшается по мере приближения объекта 2 управления к заданному положению. В момент до1474586 стижения объектом 2 управления за- с данного положения на выходе первого п вычитателя 4 появится нулевой код, т поступающий на вход дешифратора с

15, сигнал "Единица" на выходе ко- г торого возникает только при подаче с на вход нулей во всех разрядах цифв рового кода. Появившийся сигнал н

"Единица" с выхода дешифратора 15 10 о поступает на вход записи регистра P

16 и на вход сброса счетчика 19, в н результате этого в регистр 16 по п информационным входам записывается в код текущего положения объекта 2 уп- 15 в равления, а счетчик 19 сбрасываетз ся в ноль. При этом система приходит с .в исходное состояние и готова к от- н работке следующей ступеньки. При на- щ личин ненулевого кода на выходе 2О ш первого вычитателя 4 после достиже- с ния объектом 2 управления заданного н положения на выходе первого преоб- к разователя 11 код — частота появля- P ются импульсы, которые установят нуж- 25 н ную разность на выходе второго вы- т читателя 6 для установки объекта р

2 управления в заданное положение. г

Таким образом, отработка системой входного угла осуществляется в О в два этапа. На начальном участке происходит разгон двигателя в соответствии с характеристикой второго преобразователя 12 код — частота. В момент равенства частот первого 11 и второго 12 преобразователей кодчастота (фиг.2) система переключается на частоту первого преобразователя 11 код — частота и осуществляется торможение и стабилизация объекта 2 управления в заданном положении. В результате того, что разгон двигателя 1 на начальном этапе происходит за счет последовательного нарастания выходной частоты второго преобразователя 12 код - частота, характеристика вход — вы.ход которого может быть выбрана в соответствии с заданными требованиями, повышается равномерность движе; ния .нагрузки и снижаются затраты энергии в ходе переходного процесса.

Формула изобретения

1. Следящая система, содержащая задатчик входного сигнала, выход .которого соединен с первым входом первого вычитателя, выход модуля игнала которого соединен с входом ервого преобразователя код — частоа, а выход знака сигнала соединен входом установки знака реверсивноо счетчика, выход которого соединен первым входом второго вычитателя, ыход которого через последовательо соединенные цифроаналоговый пребразователь, двигатель, объект упавления и преобразователь положеие — код соединен с вторым входам ервого вычитателя, вторым входом торого вычитателя и информационным ходом реверсивного счетчика, вход аписи начальных условий которого оединен с выходом блока .установки ачальных условий, о т л и ч а юа я с я тем, что, с целью повыения помехозащищенности системы и нижения энергозатрат, дополнительо введены второй преобразователь од — частота, третий вычитатель, егистр, .блок дешифрации, схема сравения частот и коммутатор, выход коорого соединен со счетным входом еверсивного счетчика, выход первоо вычитателя соединен с информационным входом блока дешифрации, перый и второй выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами схемы сравнения частот, первый и второй информационные входы которой соединены соответственно с выходами первого и второго преобразователей код — частота, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными вхо» дами коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом схемы сравнения частот, установочный вход которой соединен с выходом блока -yc тановки начальных условий, и с входом установки начальных условий блока дешифрации, третий выход блока дешифрации соединен с входом записи регистра, информационный вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего вычитателей, выход регистра соединен с первым входом третьего вычитателя, выход которого соединен с входом второго преобразователя код — частота.

2. Система по п.i, о т л и ч а—

56 ю щ а я с я тем, что схема сравнения частот содержит RS-триггер, выход которого является выходом схемы сравнения частот, первый управляющий вход которой .соединен с первым

1474586 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ.

Составитель Г.Нефедова редактор Н.Рогулич Техред Л.Сердюкова

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1891/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †издатель< к комбинат Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса счетчика, счетный вход которого соединен с первым информационным входом схемы сравнения частот, второй информационный вход которой соединен с вторым входом элемента И и через элемент задержки с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход счетчика через дешифратор соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, R-вход которого соединен с вторым управляющим входом схемы сравнения частот, установочный вход которой

3. Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что коммутатор содержит элемент ИЛИ, выход которого является выходом коммутатора, управляющий вход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И, первый и второй информационные входы коммутатора соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ.