Устройство управления положением объекта

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления , предназначенных для перемещения объектов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Сущность изобретения: устройство содержит 1 регистр (1), 1 коммутатор (2), 1 шифратор (3). 1 блок ввода адреса (4), 1 датчик перемещения (5), 2 элемента И (6, 7), 1 реверсивный счетчик импульсов (8), 1 блок выбора направления смены положения (9), 1 датчик зоны установки (10), 1 датчик рабочей зоны

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

"(з1)ю G 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! л

° е

2Z

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4805525/24 (22) 23.03.90 (46) 23.12.92. Бюл. ¹ 47 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С; Ж. Кишенский, С. В. Каменский, В. Э.

Игнатьев и О. Ю. Христенко (56) Авт.саид. N 1146626,.кл. G 05 В 19/18, t983. "

Авт.свид. СССР ¹ 1399703, кл. 6 06 8

19/18, 1988.

Авт.сеид. СССР ¹744462,,кл,,G 05 B

19/18, 1979, (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управ,, Я2,„, 1783474. А1 ления, предназначенных для перемещения обьектов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, Сущность изобретения: устройство содержит 1 регистр (1), 1 коммутатор (2), 1 шифратор (3), 1 блок ввода адреса (4), 1 датчик перемещения (5), 2 элемента И (6, 7), 1 реверсивный счетчик импульсов (8), 1 блок выбора направления смены положения (9), 1 датчик зоны установки (10), 1 датчик рабочей зоны (11), 1 блок управления (12), 4 согласующих усилителя (1 3, 14, 15, 16). 2 привода (17, 18), 1 переключатель режймов (19). Устройство позволяет выбрать кратчайший путь 1-2-96-8-9-12-13-17, 5-7-8, 19-12-14 — 17, 1012-15-18, 4-3-2, 19-12, 5-6. 3 ил, 7783474

20

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в позиционных системах управления, предназначенных для перемещения объекта в заданное положение.

Известно устройство управления положением объекта, содержащее датчик начального положения, датчик перемещения, дешифратор, счетчик, датчик рабочей зоны, датчик зоны установки, блок вывода адреса и элемент И.

Недостатками известного устройства являются узкие функциональные возможности, а также низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство управлейия положением объекта, содержащее датчик начального положения, датчик перемещения, датчики зоны установки и рабочей эоны, блок управления, элемент И, элемент 2И вЂ” 2И вЂ” 2ИЛИ, счетчик, дешифратор, блок, ввода адреса, три согласующих усилителя, два привода, блок управления, переключатель режимов и блок сравнения, Недостатком прототипа является низкое быстродействие.

Целью йзобретения является повышение быстродействия устройства, Устройство управления положением объекта содержи первый элемент И, блок ввода адреса, датчик перемещения, датчик зоны установки, датчик рабочей эоны, блок управления, три согласующих усилителя, переключатель режимов и двэ привода. Выходы блока управления с первого по третий соединены соответственно с входами согласующих усилителей с первого по третий, выходы первого и второго согласующих усилителей с первого по третий, выходы первого и второго согласующих усилителей соединены с первым и вторым входами nepsoro привода, выход третьего согласующего усилителя соединен с первым входом второго привода. Выходы переключателя режимов, датчика рабочей, зоны и датчика зоны установки соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока управления и являются первым, вторым и третьим выходами устройства, Первый и второй входы внешнего управления устройства соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока управления. В устройство дополнительно введены регистр, коммутатор, шифратор, второй элемент И, реверсивный счетчик, блок выбора направления смены положений и четвертый согласующий усилитель, выход которого соединен с втОрым входом второго привода, Входы местного управления подключены к входу блока ввода адреса, выход которого подключен к входу шифратора, выходы которого соединены с первой группой информационных входов коммутатора. вторая группа информационных входов которого соединена с выходами регистра, Управляющий вход коммутатора подключен к переключателю режимов, а выход соединен с пераой группой входов блока выбора направления смены положения, вторая группа входов которого соединена с выходами реверсивного счетчика импульсов. Первый выход блока выбора направления смены положений подключен к четвертому выходу устройства, шестому входу блока управления и к первому входу второго элемента И.

Второй выход блока выбора направления смены положений соединен с пятым выходом устройства, седьмым входом блока управления и первым входом первого элемента И, Вторые входы элементов И соединены с выходом датчика перемещения, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика импульсов, Информационные входы и синхровход регистра подключены соответственно к информационным и управляющим входам внешнего управления устройства, Кроме того, блок выбора направления смены положения содержит три блока сравнения, два блока аычитания, элементы И с первого по четвертый, три элемента НЕ и элемент ИЛИ, Первая rpynno входов первого блока сравнения объединена с первой группой входов первого и с второй группой входов второго блоков вычитания и соединена с второй группой входов блока выбора направления смены поло>кения. Вторая группа входов первого блока сравнения объединена с второй группой первого и первой группой второго блоков вычитания и соединена с первой группой входов блока выбора направления смены положения. Выходы первого и второго блоков вычитания соединены соответственно с первыми группами входов второго и третьего блоков сравнения, вторые группы входов которых объединены и являются установочными входами блока. Выходы второго и третьего блоков сравнения соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, первый выход первого блока сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и, через первый элемент

НŠ— c вторым входом первого элемента И.

Выходы первого и. второго элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и, через третий элемент НЕ

1783474 — с первым входом четвертого элемента И. ние достигается за меньшее число перемеВторые входы третьего и четвертого эле- щений (последовательных смен положементов И обьединены и соединены через ния). Это определяется блоком 9, второй элемент НЕ с вторым выходом пер- выбирающим направление смены положевого блока сравнения. Выходы третьего и 5 ния. четвертого элементов И являются соответ- Устройство работает следующим обраственно первым и вторым выходами блока, . . Мм. B режиме местного управления переНа фиг, 1 приведена структурная схема : ключатель режимов 19 устанавливается так, устройства управления положением объек- . что на его выходе - положителъный патента; на фиг. 2 — структурная схема блока вы-,10 циал. При этом коммутатор 2устанавливаетбора направления смены положения; нэ ся так, что кОммутирует на выходы сигналы фиг. 3 — структурная схема блока управле- : с шифратора 3. Работа устройства по смене ния, ": : ..-. - .::,;::.:," . положейия йачинается с момента, когда на

Устройство управления положением" входаФ35 блока 4 появляется номер нового, объекта содержит регистр 1, коммутатор 2, 15 положения объекта, отличный ат текущего шифратор 3, блок 4 ввода адреса, датчик 5 номера, храйимого в реверсивном счетчике перемещения, первый и второй элементы 6 8, На входы 35 поступает позициойный код и 7 И, реверсивный счетчик 8 импульсов, : " номера положения. Блок ввода адреса выблок 9 выбора направления смены положе- .полняет функцию преобразования уровней ния, датчйк 10 зоны установки, датчик 11. 20 входных сигналов, и хранит информацию— рабочей зоны, блок 12 управления, согласу- .-в последнем случае оН является совокупноющие усилители 13-16 с первого по четвер- . стью триггеров. Позиционный код в шифратый соответственно, первый и второй.: торе 3 преобразуется в двоичный,. приводы 17 и 18, переключатель 19 режи- постуйающий при местном управлении на . мов, информациойные входы 20 и управля- 25: вйходы 29 коммутатора 2. В блоке 9 опреде- ющий вход 21 вневйето управления, входы -:. .:ляется направление перемещения, двига 22и23-первый и второй — внешнегоуправ- : ясь в котором можно достичь требуемого ления, первый выход 24 устройства, второй ".:.положения за меньшее число элементарных . и третий выходы 27 и 28 устройства", пятый: ",перемещений по последовательным полои четвертый выходы 25 и 26 устройства.: " ЗО жениями объекта, Предполагается, что обьБлок 9 выбора направления смены пО-:.:: ект имеет К различных положений и, ложения (см. фиг, 2) содержит первую и вто-". ... двигаясь, напрймер от 1-го к K-му, после К-го

pyio группы 29 и 30 входов, соответственно положения вновь" оказывается в первом, ре-..

: от блоков 2 и 8. Устройство содержит выхо- ., " ализуя перемещение пб замкнутому циклу, . ды блока управления с первого по четвер- 35 Аналогично, перемещаясь в обратном натый — 31-34,группуустановочныхвходов35 - правлении, .после 1-го положения, объект в блок 4 -: . -,::::,::. Оказывается в К-ом, ЭтотфаИти используетБлок 9 содержит также элементы 36-38 ся при выборе направления перемещения.

НЕ с первого по третий; элементы 39-42 И,. B блоке сравнения 46- производится с первого по четвертый, элемент 43 ИЯИ, 40:сравнение кодов текущего и Требуемого попервый и второй блоки 44 и 45 вычйтания,:: .,: ложений объекта(соответственно "А" и "Б"). блоки 46 — 48 сравнения с первого по третий, ":- Если они одинаковы, то с первого выхода

Блок 12 управления содержит (см. фиг." . -:":: блока 46, соединенного c"ýëåìåéòáì НЕ 37. . 3) элементы 49-53 НЕ с первого по пятый,:::- : формируется положительный сигнал "Равэлементы 54 — 62 И с первого по восьмой, 45 но", иначе этотсигйал -нулевой. С второго элементы 62 — 66 ИЛИ с первого по пятйй:-"--::: -:выхода блока 46 формируется сигнал "Больформирователи 67-74 с йервого по восьмой ; - :" . ;::.ше" (при В>А). В блоке вычитания 44 осуще- " триггеры75-78спервогопочетвертый,зле- ствляется вычитание "А-В", в блоке 45— мент ИЛИ-НЕ 79, две кнопки — 80 и 81.: - .: - -; вычитание "B-А". Сигнал с второго выхода

Устройство позволяет управлять обье- 80 блока 46 совместно C Cèòíàëîì с элемента мом как в местном режиме, например с НЕ Збосуществляют коммутацию на выход пульта, так и в удаленном (внешнем) режи-": блока того канала(соответственно блоки 44, ме, например от ЭВМ. При необходимости 47 или 45 и "48), на котором осуществляются изменить положение объекта устройство операции с положительной разностью коосуществляет следующие операции: пере 55 дов. Разности .кодов А и В сравмиваются в . . мещает обьект в зону установки, изменяет . блоках 47 и 48 с числом L, определяемым из положениеобьекта натребуемоеипереме- K различных положенйй объекта следующает объект вновь в рабочую зону, Измене- . щим образом: при четном К, L=K/2; ние пОложения обьекта осуществляется в том направлении, в. котором новое положе- при нечетйом К, &(К-1)/2.

7 1783474, 8

Блоки 47 и 48 формируют положитель; ду с входов 29, в блоке 9 формируется сигнал ный сигнал "Больше" в случае, когда значе- "РАВНО" на выходе блока 46, снимающий ние разностй кодов превышает значение положительный потенциал с выхода элечисла L. Двоичный код числа L для каждого мента 37; оба выходных сигнала 25 и 26 обьекта неизменен. Таким образом, если 5 принимаютнулевое значение. Срабатывает разность кодов больше, чем число L, с выхо- элемент ИЛИ вЂ” НЕ 79 и сбрасывает триггер да блока 47(48) формируется положитель- 78 (77) в нулевое состояние. Поиск нового ный сигнал, который через элементы И 39 положения завершен, Сигнал с элемента 79 (40) и 43 поступает.на вход элемента 41, Этот через элементы 61, 64 и 69 устанавливает же сигнал через элемент 38 поступает с ин- 10 триггер 76 в единичное состояние, и далее версией на элемент 42. На раздельных вхо- привод 17 перемещает объект вновь в рабодах элементов 41 и 42 всегда сигналы чую зону, различного уровня. Когда коды А и В не Срабатывание датчика рабочей зоны 11 равны, с выхода элемента HE 37 формиру- через элементы 57, 65 и 70 возвращает тригется сигнал, открывающий элементы И 41 и 15 гер 76 в нулевое состояние, чем завершает42, на выходах которых формируются "вы- ся операция по местному управлению ходные сигналы блока; зти сигналы являют- ., сменой положения объекта, ся управляющими для блока 12. Если . При внешнем управлении с переключаразность кодов больше чем L, то сигнал 25 теля 19 формируется-нулевой потенциал, на равен "1", а сйгнал 26 — "0"; при разности — 20 выходы коммутатора 2 поступают сигналы.с мейьшей, чем L — наоборот, .. ." .:::. .: регистра i. В блоке управления закрываютВ блоке управления 12 йри местном уп- ся элементы 55, 57, 60 и 61, и открываются равлении сигнал 24 равен "1", он открывает * элементы 54 и 56 через элемент НЕ 49. элементы 55, 57, 60 и 61.:Сигнал с выхода ... Несовпадение кодов на входах 29 и 30 элемента 49 — нулевбй, закрывает элементы 25 блока 9 вызывает как и описано ранее появ54 и 56, Сигнал с выхода 25 (26) вызывает -" ление сигнала на одном из выходов-25 или формирование сигнала на выходе элемента 26. Этот факт устанавливается 3ВМ, кото66, который через элементы 60, 62 и 67 ус- . рая повходу22 блока12устанавливаеттриг-танавливает триггер 75 в единичное состоя- гер 75 в единичное состояние, после чего ние. CviI íaë с этого триггера вызывает 30 .объект перемещается в зону установки. По перемещение объекта" приводом 17 в на- сигналу датчика 10 (выход 28) ЭВМ снимает правлении зоны установки,.Формирователи : сигнал на входе 22, чем — через элемент 50

67 — 74 выполняются по стандартной схеме; сбрасывает триггер 75. Триггер 77 (или 78) их назначение — формирование"короткого: устанавливается в единичное состояние и отрицательного импульса при появлении на 35 начинается поиск нового положения объеквходе. положительного фронта сигнала. та, Окончание поиска фиксируется срабатыТриггеры 75 и 76 подключены к приводу, ванием блока 46; триггер 77 (78) перемещаемому объект между рабочей зо- сбрасывается и привод 18 останавливается; ной и зоной установки. Когда триггер 75 — в 3ВМ по отсутствию сигналов на выходах 25 единичном состоянии, а 76 — в нулевом. объ- 40 и 26 выдает сйгнал по входу 23, который ект перемещается из рабочей зоны-в зону через элементы 56, 64 и 69 устанавливает установки; при противоположных значени- триггер 76 в единичное состояние, после ях сигналов- в обратном направлеными. Если . чего объект возвращается в рабочую зону. оба триггера — в нулевых состояниях, объект При срабатывании датчика 11 сигнал по вынеподвижен (привод 1,7 не функционирует). 45 ходу 28 воспринимается Э ВМ, которая фикПо сигналу с датчика 10 через элбйенты - - сирует достижение рабочей зоны ui снимает"

55, 63 и 68 триггер 75 rio достижении зоны сигнал с входа 23 устройства, перепад наустановкиустанавлйвается внулевое Состо- пряжения этОго сигнала через элемент 52 яние: зона устаноски достигнута. Этим же сбрасывает триггер 76, после чего работа по сигналом осуществляется формирование 50 смене-положения в режиме внешнего упимпульса на элементе 58, что вызываетсра- равления заканчивается. батывание триггера 77 (или 78), йо которому, Кнопки 80 и 81 предназначены для ручпривод 18 изменяет последовательно поло- ного управления перемещением объекта из жения обьекта в выбранном направлении. рабочей зоны в зону установки и обратно, Для каждой смены положения датчик 5 55 Нажатие. например кнопки 80, соединени. формирует импульсы, которые через зле- емееподвижногоконтактакположительномент 6 (или 7) поступают на суммирующий. му потенциалу, вызывает срабать вание (вычитающий) вход реверсивного счетчика. через элементы 62 и 67 триггера 75. Отжатие

Так отслеживается смена положения. Когда кнопки через элементы 51, 63 и 68 вызывает . состояниесчетчика8становитсяравнымко- сброс триггера 75. Гак осуществляется включение и выключение привода 17 руч- входу устройства, шестому входу блока уп ным способом, равления и к первому входу второго элеменТаким образом, заявленное устройство та И, второй выход блока выбор» позволяет при изменении положения объек- направления смены положений соединен с та выбирать кратчайший путь, т,е, достигать 5 пятым выходом устройства, седьмым вхонового требуемого положения за минималь- дом блока управления и первым входом перное число перемещений, что обеспечивает вого элемента И, вторые входы первого и его высокое быстродействие, второго элементов И соединены с выходом

Формула изобретения датчика перемещения, выходы первого и

1. Устройство управления положением 10 второго элементов И соединены соответстобъекта, содержащее первый элемент И, венно с суммирующим и вычитающим вхоблок ввода адреса, датчик перемещения, дами реверсивного счетчика импуль ат и ьсов, д ч к зоны установки, датчик рабочей зо- информационные входы и синхровход регины, блок управления, три согласующих уси- стра йодключены соответственно к инфорлителя, переключатель режимов и два 15 мационным и управляющим вхо и ив р ода, причем выходь: блока управления внешнего управления устройства, им входам с первого по третий соединены соответст- 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е евенно с входами согласующих усилителей с с я тем, что блок выбора направления смены первого по третий, выходы первого и второ- положения содержит три блока сравнения, го согласующих усилителей соединены с 20 два блока вычитания, элементы И с первого первым и вторым входами первого привода, по четвертый, три элемента НЕ и элемент выход третьего согласующего усилителя со- ИЛИ, причем первая группа входов первого единен с первым входом второго привода, блока сравнения объединена с первой групвыходы переключателя режимов, датчика пой входов первого и с второй группой вхора очей зоны и датчика зоны установки со- 25 дов второго блоков вычитания и соединена единены соответственно с первым, вторым с второй группой входов блока выбора наи третьим входами блока управления и яв- правления смены положения, вторая группа ляются первым, вторым и третьим выходами входов первого блока сравнения обьединеустройства, первый и второй входы внешне- на с второй группой первого и первой групго управления устройства соединены соот- 30 пой второго блоков вычитания и соединена ветственно с четвертым и пятым входами с первой группой входов блока выбора наблока управления, о т л и ч а ю щ e e с я тем, правления смены положения, выходы перчто, с целью повышения быстродействия ус- вого и второго блоков вычитания соединены тройства, внего введены регистр,,коммута- соответственно с первыми группами входов тор, шифратор, второй элемент И, 35 второго и третьего блоков сравнения, втореверсивный счетчик импульсов, блок выбо- рые группы входов которых объединены и

ы и входами олока, ра направления смены положений и четвер- являются установочными вх б тый согласующий усилитель, выход выходы второго и третьего блоков сравнекоторого соединен с вторым входом второго ния соединены соответственно с первыми привода, входы местного управления под- 40 входами первого и второго элементов И, ключены к входу блока ввода адреса, выход первый выход первого блока сравнения сокоторого подключен к входу шифратора, вы- единен с вторым входом второго элемента ходы которого соединены с первой группой И, и через первый элемент НŠ— с вторым информационных входов коммутатора, вто- входом первого элемента И, выходы перворая группа информационных входов которо- 45 го и второго элементов И соединены с вхого соединена с выходами регистра, дами элемента ИЛИ, выход которого управляющий вход коммутатора подключен соединен с первым входом третьего элемен- " к переключателю режимов, а выход соеди- та И и через третий элемент НЕ, с первым нен с первой группой входов блока выбора входом четвертого элемента И, вторые вхонаправления смены положений, вторая 60 ды которых обьединены и соединены через группа входов которого соединена с выхо- второй элемент HE с вторым выходом пердами реверсивного счетчика импульсов, вого блока сравнения, выходы третьего и первый выход блока выбора направления четвертого элементов И являются соответсмены положений подключен к четвертому ственно первым и вторым выходами блока, 55

1783474

9 иг. 3

Составитель С,Кишенский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А,Мотыль

Редактор Г.Бельская

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

Заказ 4514 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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