Устройство задания и передачи кодов для согласованного управления

 

Изобретение относится к технике дистанционного автоматического управления с использованием цифровых вычислительных средств и предназначено для обеспечения согласованного вращения объектов регулирования. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит синхронный передатчик данных 3, блок ввода данных 4, синхронный приемник данных 5, блок вывода данных 6 и задающий генератор 7, счетчики 8, 11, преобразователи частоты 10, 12, одновибратор с задержкой 9 и кодовый одновибратор 13. Устройство позволяет согласовать вращение по частоте и фазе объектов управления, разнесенных на большие расстояния. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ЫИ Ь

ЯП11 1. 1-1г- -"" : . " Г Г \ ° 1() ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ Гг(НТ СССР (21) 4311957/24-24 (22) 30.09.87 (46) 30.10.90. Бюл. Х 40 (72) Ю.Н. Боголюбов (53) 621.3.052(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 550997, кл. G 08 С 25/00, 1972.

Гуров В.С. и др. Передача дискретной информации и телеграфия. Учебник для вузов, М,: Энергия, 1969, с. 187, рис. 5,19. (54) УСТРОИСТВС ЗАДАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ КОДОВ ДЛЯ СОГЛАСОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике дистанционного автоматического управ„.ви„„д03342 (51) 5 G 05 В 15/02 ° С 08 С 25/00, 21/00

2 ления с использованием цифровых вычислительных средств и предназначено для обеспечения согласованного вращения объектов регулирования. Цель изобретения — повышение точности устройства,, Устройство содержит синхронный передатчик данных 3, блок ввода данных 4, синхронный приемник данных 5, блок вывода данных 6 и задающий генератор 7, счетчики 8, 11, преобразователи частоты 10,12, одновибратор с задержкой 9 и кодовый одновибратор 13.

Устройство позволяет согласовать вращение по частоте и фазе объектов уп- . равления, разнесенных на бол1шие расстояния,, 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1603342

Изобретение относится к дистанционному автоматическбму управлению с ис1 пользованием цифровых вычислительных средств и предназначено для согласованного по частоте и фазе вращения частей объекта регулирования, разнесенных на большое расстояние, Цель изобретения — повышение точности устройства. 10

На фиг. 1 приведена структурная схема цифровой системы для согласованного вращения; на фиг. 2 — то же, кодового одновибратора; на фиг.3 " временные диаграммы; на фиг. 4 - 15 структурная схема передатчика дан- ных; на фиг. 5 - то же, блока ввода данных;,на фиг.6 — то же, приемника данных; на фиг. 7 — то же, блока вывода данных. 20

Устройство содержит цифровые следящие приводы 1 и 2, синхронный передатчик 3 данных, блок 4 ввода данных,- синхронный приемник 5 данных, блок 6 вывода данных, задающий гене- 25 ратор 7 импульсов, первый счетчик 8,,одновибратор 9 с задержкой, первый преобразователь 1,0 частоты, второй счетчик 11, второй преобразователь

12 частоты, кодовый одновибратор 13, 30 одновибратор 14, элемент HE-И-И 15, кодер 16, модулятор. 17, частотный корректор 18, синхронизатор 19, датчик 20 циклических номеров, преобразователь 21 параллельного кода в последовательный, преобразователи 22 уровня, демодулятор 23, декодер 24, накопитель 25, синхронизатор и фазировщик 26, делитель 27 частоты, кварцевый генератор 28 формирователь 29 40 циклов приема информации, преобразователь 30 последовательного кода в параллельный, элементы И 31 и 32, На фиг.З пРиведены временные диа- 45 граммы: а — импульсный последовательности на выходе задающего генератора 7 импульсов; б — импульсных последовательностей на выходах первого и второго преобразователей 10 и 12 час- 50 тоты; в,г,д — параллельного кода на выходах первого счетчика 8 импульсов; е — импульсной последовательности. на выходе одновибратора 9 с задержкой; ж,з — кода на выходе блока 6 вывода данных; и — импульса на выходе кодового одновибратора 13; к,л,м— параллельного кода на выходах второго счетчика 11 импульсов.

Система работает следующим обраSOMa

Генератор 7 импульсов (фиг.1) вырабатывает импульсную последовательность (фиг.За), частота Е с которой преобразуется первым преобраэовате" лем 10 частоты. Первый и второй преобразователи 10 и 12 частоты имеют один и тот же коэффициент преобразования частоты К. Для повышения частоты в качестве преобразователей частоты используются умножители частоты, а для понижения частоты - делители частоты.

Первый преобразователь 10 частоты вырабатывает импульсную последовательность (фиг.Зб) с частотой следования f<, равной f, поступающую на счетный вход первого счетчика 8 импульсов, что вызывает последовательное изменение кодовых комбинаций на выходах (фиг.Зв,г,д). Число разрядов и первого и второго счетчиков

8 и 11 импульсов выбирается по заданной величине дискретного угла 3, которая определяется по заданной точности согласования вращения, Емкость счетчиков 8 и 11 импульсов должна соответствовать одному обороту осей следящих приводов 1 и 2, поэтому должно выполняться соотношение е ° 2 =n., Первый и второй счетчики 8 и 11 импульсов при переполнении периодичес" ки возвращаются в исходное состояние, Период заполнения должен быть равен длительности одного оборота осей цифровых следящих приводов 1 и 2.

Коэффициент преобразования К первого и второго преобразователей 10 и 12 частоты выбирается таким, чтобы получить заданную угловую скорость вращения Q осей цифровых следящих приводов 1 и 2.

Для этого частота следования импульсов f а на выходах первого и второго преобразователей 10 и 12 частоты должна быть равна Я/8, а коэффициент преобразования =,;„/к,=ю, 3; 3 =я(к,.

С выходов разрядов первого счетчика 8 импульсов код задаваемого угла поворота поступает на управляющие входы первого цифрового следящего привода I, угол поворота выходной оси ф которого отслеживает задаваемый угол поворота р, с ошибкой слеженияз, = Pz Ч,.

2 6

Вследствие задержки одновибратора 9 выборка происходит по окончании переходных процессов в первом счетчике 8. Блок 4 ввода данных синхронизируется импульсным генератором 7 и управляется сигналом с управляющего выхода синхронного передатчика 3 данных, вырабатывающего сигнал управления вводом информации в синхронный передатчик 3 данных. С выхода блока 4 ввода данных информационный сигнал поступает на информационный вход син- . хронного передатчика 3 данных и преобразуется н модулированный сигнал.

В синхронном приемнике 5 данных модулированный сигнал демодулируется и из него выделяется информационный сигнал, поступающий на блок 6 вывода данных, с которого вынодятся и-т старших раэрядон кода задаваемого угла поворота. Блок 6 вывода данных синхронизуется и управляется сигналами с выходов синхронного приемника 5 данных, Управляющим сигналом выделяется информационная часть сигнала с информационного выхода синхронного приемника 5 данных. С информационных выходов блока б вывода данных ш-и старших раэрядон кода (фиг.Зж,э) поступают на входы кодового одновибратора 13, вырабатывающего импульс (фиг.Зи), длительность То которого меньше периода следования Тр при появлении на его входах кодовой комбинации (на фиг,33 ж — это 10), обеспечивающей согласование по фазе между первым и вторым цифровыми следящими приводами 1 и 2, При этом обеспечивается заданный сдвиг по фазе, т.е, заданное постоянное рассогласование, Этот импульс поступает на установочный вход нторого счетчика II, устанавливая все его разряды в исходное состояние. Кодовая комбинация, которая устанавливается при этом на выходах второго счетчика 11 (на фиг.3M,л,к — это 000), такова, чтобы обеспечить заданный сдвиг по фазе, т.е, заданное постоянное рассогласование между первым и вторым цифровыми следящими приводами 1 и 2 (на фиг.3 оно равно 010).

Кодовая комбинация, запускающая кодовый одновибратор 13, запаздывает на интервал Т относительно момента ее появления на выходах n-m старших разрядов первого счетчика 8, В этот интернал входит время преобразования и передачи кода. Это запаздывание

5 160334

Первый цифровой следящий привод 1 вращает первую часть объекта регулирования. Импульсная последовательность с выхода генератора 7 импульсов поступает на синхрониэирующий вход синхрон5 ного передатчика 3 данных, с информационного выхода которого модулированный сигнал поступает на вход синхронного приемника 5 данных, где синхронизирует выработку синхронизирующей импульсной последовательности с частотой синхронизации Е, поступающей через блок 6 вывода данных на вход второго преобразователя 12 частоты с коэффициентом преобразования К, С выхода второго преобразователя 12 частоты импульсная последовательность с частотой следования f„=K ". поступает на счетный вход второго счетчи- 20 ка 11, на и выходах раэрядон которого вырабатывается код задаваемого угла поворота < > второго цифрового следящего приво:;а 2, который отслеживает задаваемый угол (с ошибкой 25 слежения: V2 $ 91 Vz++

Вследствие идентичности преобразователей 10 и 12 частоты и счетчиков 8 и 11 частота и период изменения кодовых комбинаций счетчикон

8 и 11 одинаконы, а оси первого и второго цифровых следящих приводов 1 и 2 вращаются синхронно с одной и той же частотбй вращения.

Согласование вращения осей цифровых следящих приводов 1 и 2 по фазе осуществляется следующим образам.

Частота изменения сигналов с выходов. разрядов первого счетчика 8 по- 40 следовательно понижается в 2 раза.

Старшие и-ш разрядов, частота изменения которых не превышает частоту выборки, поступают на информационные входы блока 4 ввода данных, где пре- 4 образуются из параллельной формы в последовательную и согласуются по уровню с уровнем на входе синхронного передатчика 3 данных, Выборка старших разрядов параллельного кода первого счетчика 8 осуществляется импульсами (фиг.Зе) однонибратора 9 с задержкой, запускаемого отрицательным перепадом сигнала с ныхода ш-го разряда первого счетчика 8. Эти импульсы поступают на второй управляющий вход блока 4 нвода данных, управляющий выборкой разрядов кода.

1603342 можно учесть выбором кодовой комбинации, в которую устанавливается второй счетчик ll, или же смещением нагрузки второго цифрового следящего привода 2 относительно его оси на угол

Мо" + 3

Кодовая комбинация, при которой запускается кодовый одновибратор 13, возникает один раэ за период. счета первого счетчика 8, т.е. один раз за оборот. Таким образом, второй счетчик импульсов периодически корректируется, а вращение согласуется по фазе. Так как частота импульсных последовательностей на счетных входах первого и второго счетчиков одна и та же, то после первичного фазирования вращения импульсы кодового одновибратора 13 подтверждают состояние второго счетчика 11 без возникновения переходных процессов во втором цифровом следящем приводе 2.

Система работоспособна и в случае, 25 если к блоку 4 ввода данных подключен только старший разряд первого счетчика 8. Однако в этом случае каждая импульсная помеха на входе кодового одновибратора 13 будет вызы- 30 вать процесс установки кода на втором счетчике 11, т:е. возникнет произвольное рассогласование между цифровыми следящими приводами 1 и 2. Помехоустойчивость существенно повышается при

35 увеличении числа передаваемых разрядов, так как при этом появление помехи на одном из входов кодового одновибратора 13 не вызовет выработку импульса на его выходе а вероятность 40 появления помех одновременно на всех

Ъ входах уменьшается с увеличением числа входов, Кроме того, при передаче нескольких разрядов кода есть возможность задания фазового сдвига меж- 45 ду цифровыми следящими приводами 1 и 2 выбором кодовой комбинации, при которой срабатывает кодовый одновибратор 13.

Преимуществом предложенной цифровой системы для согласования вращения является также эффективное использование линии связи, так как по каналу связи передаются не все и раз55 рядов кода, а только и-ш разрядов, что позволяет вместо m разрядов передавать дополнительную информацию или же повысить быстродействие.

Формула изобретения

1, Устройство задания и передачи кодов для согласованного управления, содержащее синхронный передатчик данных, блок ввода данных, выход которого соединен с информационным входом синхронного передатчика данных, а первый управляющий вход соединен с управляющим выходом синхронного передатчика данных, синхронный приемник данных, вход которого соединен с информационным выходом синхронного передатчика данных, блок вывода дан" ных, информационный, управляющий и синхронизирующий входы которого соединены с соответствующими выходами синхронного приемника данных, задающий генератор импульсов, выход которого соединен с синхронизирующими входами блока ввода данных и синхронного передатчика данных, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены первый и второй счетчики,. одновибратор с задержкой, кодовый одновибратор, первый и второй преобразователи частоты, причем выходы n-m старших разрядов первого счетчика соединены с соответствующими информационными входами блока ввода данных, вход одновибратора с задержкой. ссединен с выходом m-го разряда первого счетчика, а выход — с вторым управляющим входом блока ввода данных, вход первого преобразователя частоты соединен с выходом задающего генератора импульсов, а выход — со счетным входом первого счетчика, п-разрядных выходов которого соединены с первым выходом устройства, вход второго преобразователя частоты соединен с синхронизирующим выходом блока вывода данных, а выход — со счетным входом второго счетчика, входы кодового одновибратора соединены соответственно с n-m-разрядными информационными выходами блока вывода данных,а выход — с установочным входом второго счетчика, п-разрядных выходов которого соединены с вторым выходом устройства, 2, Устройство ло и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что кодовый одновибратор содержит одновибратор, первый и второй элементы И, причем вход старшего разряда кодового одно1603342

I0 вибратора соединен с входом одновибратора, остальные входы кодового одновибратора соединены с соответствующими инвертирующими входами первого элемента И, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, второи Вход KQTopoI Î соединен с Выходом одновибратора, а выход — с выходом кодового одновибратора.!

603342

ФиГ 7

Составитель Е. Власов

Редактор М. Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор Т ° Палий

Заказ 3384 Тираж 667 Подписио е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101