Система для программного управления

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано, например, в системах контроля радиолокационных устройств. Цель изобретения - повышение быстродействия системы. Система содержит первый привод 1, состоящий из блока 2 управления шаговым двигателем и шагового двигателя 3, второй привод-4, состоящий из блока 5 управления электродвигателем и электродвигателя 6, редуктор 7, се лектор 8, датчик 9 угловых перемещений , блок 10 ввода программы, блок 11 сравнения, сумматор 12, первый преобразователь 13 кодов, коммутатор 14, первый элемент 15 И (п - разряд .ная группа элементов И), первый элемент ИЛИ 16, второй элемент ИЛИ 17, второй элемент И 18 (п .- разрядная группа элементов И), синхронизатор 19, второй преобразователь 20 кодов, генератор 21 импульсов. Введение генератора импульсов, селектора и соответствующих фзшкциональных связей (Л позволяет достичь поставленную цель. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЩБЛИН (19) (11) А1 (gg 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3875605/24-24, (22) 01.04.85(46) 30.11.86. Бюл, В 44 (72) В. И. Свердлов и А. Д. Данилов (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 894679, кл. G 05 В 19/19, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 10221!6, кл. G 05 В 19/19, 1983. (54) СИСТЕМА ДЛЧ ПРОГРАИИНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано, например, в системах контроля радиолокационных устройств. Цель изобретения. — повышение быстродействия системы. Система содержит первый привод I состоящий из блока 2 управления шаговым двигателем и шагового двигателя 3, второй привод 4, состоящий из блока

5 управления электродвигателем и электродвигателя 6, редуктор 7, селектор 8, датчик 9 угловых перемещений, блок 10 ввода программы, блок

ll сравнения, сумматор 12, первый преобразователь 13 кодов, коммутатор

14, перЬый элемент 15 И (n — разряд.ная группа элементов И), первый элемент ИЛИ 16, второй элемент ИЛИ 17, второй элемент И 18 (n . — разрядная группа элементов И), синхронизатор

19, второй преобразователь 20 кодов, генератор 21 импульсов. Введение генератора импульсов, селектора и соответствующих функциональных связей позволяет достичь поставленную цель.

7 иле электродвигателем 6 и шаговым двигателем 3 при больших рассогласованиях.

Входящис в коммутатор 14 элементы

И 31 — 34, ИЛИ 35 и 36, трйггеры 37 и 38 и элементы И 39 и 40 обеспечивают формирование сигналов управления обоими двигателями в зоне малых рассогласований.

Первым входом коммутатора 14 являются сигналы: С 16352, С <32 и эона

Т с выхода первого преобразователя

13 кодов, вторым входом — импульс 3 такта синхронизатора 19, третьим входом — импульс 2 такта синхронизатора

19, четвертым входом — сигнал А >Б и

А Б с выхода блока сравнения 13 и пятым входом — 14 разрядов кода С с выхода сумматора 12.

Генератор импульсов 21 (фиг. 3) обеспечивает формирование трех им- . пульсных сигналов. Он состоит из трех формирователей импульсов 41, 42 и 43. Выходы которых являются выходами генератора 21. Запуск формирователей 41, 42 и 43 производится импульсами 1 такта синхронизатора 19. На временной диаграмме (фиг. 5) приведены эпюры входных и выходных сигналов генератора 21, а — импульсы 1 такта синхронизатора 19 с периодом следования Т; б, в, .г — выходные сигналы формирователей 41, 42 и 43 соответственно, Селектор 8 обеспечивает выбор и подачу на второй элемент И 18 одного из четырех сигналов в зависимости от значения разрядов (5р, 4р) кода С с выхода сумматора 12 и сигналов С 32, С 16352 с выхода преобразователя 13 кодов.

Импульсные сигналы с выхода генератора 21 импульсов поступают на элементы И 44, 45 и 46 (фиг. 3). На элемент И 44 поступает импульс дли3 тельностью с -- — Т, на элемент И 45—

4, 1 импульс длительностью c =- — Т, а на

2 элемент И 46 — импульс длительностью ,ю4. 1 (, = — Т. Включение соответствующего

4 элемента И 44, 45 и 46 производится сигналами с выхода дешифратора 54.

На вход дешифратора 54 поступает прямой код С, если С < 32 и обратный код С, если C > I6352.

Если "1" присутствует на выходе

С < 32 преобразователя 13 кода, то

f 1273882

Изобретение относится к автомати- вуют при формировании управления ке и вычислительной технике и может быть использовано, например, в системах контроля радиолокационных устройств. 5

Цель изобретения — повышение быстродействия системы.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — функциональная схема ком- 10 мутатора; на фиг. 3 — функциональные схемы генератора импульсов и селектора; на фиг, 4 — диаграмма размещения зон управления; на фиг. 5 — эггюры импульсных сигналов генератора 15 импульсов; на фиг, 6 — эпюры выходных сигналов селектора и соответствующие им значения скорости электродвигателя (ЭД).

Система для программного управле- 20 ния (фиг. 1) содержит первый привод

1, состоящий из блока 2 управления шаговым двигателем и шагового двигателя 3, второй привоц 4, состоящий из блока 5 управления электродвигателем и электродвигателя 6, редуктор 7,, селектор 8, датчик 9 угловых геремещений, блок 10 ввода программы, блок 11 сравнения, сумматор 12, первый преобразователь 13 кодов, коммутатор 14, первый ЗО элемент ИЛ" 15 (и — разрядная группа элементов И) первый элемент ИЛИ 16, второй элемент ИЛИ 17, второй элемент И 18 (и-разрядная группа элементов И), синхронизатор 19, второй 35 преобразователь 20 кодов, генератор

21 импульсов, выход 22 системы (выходной вал редуктора).

Коммутатор 14 содержит (фиг. 2) третьи элементы И 23 — 26, третьи 4О элементы ИЛИ 27 и 28, первые D-триггеры 29 и 30, четвертые элементы

И 31 — 34, четвертые элементы ИЛИ 35 и 36, вторые D-триггеры 37 и 38 и пятые элементы И 39 и 40. 5

Генератор импульсов 21 (фиг. 3) содержит три формирователя 41, 42 и

43 импульсов, Селектор 8 (фиг. 3) содержит шестые элементы И 44, 45 и 46, седьмые элементы И 47 — 50, пятые элементы

ИЛИ 51 и 52, шестой элемент ИЛИ 53 и дешифратор 54.

Коммутатор 14 (фиг, 2) обеспечивает выбор и направление вращения исполнительных двигателей 3 и 6. Входящие в коммутатор 14 элементы И 2326, ИЛИ 27 и триггеры 29 и 30 участз 1273b82 4 прямой код С поступает на вход деши- зона I 32 С (16352 зона II фратора 54 через элементы И 47 и 49, 16352 z С 32.

ИЛИ 51 и 1ЛИ 5 и 52. В зоне I отработка заданного возII If

Если, 1 на выходе С 16352, то действия произвоцится обоими двигатеобратный код С поступает на вход де- g лями одновременно, при этом электрошифратора 54 через элементы И 48 и двигатель 6 работает в релейном ре50, ИЛИ 51 и 52. жиме.

Если на выходах С 32, С - 16352 В зоне II отработка заданного

IIл11

0, то элементы И 47 — 50 закрыты и воздействия производится обоими двина входах 1 и 2; дешифратора 54 "0". 10 гателями так же одновременно, но при

Сигналы с выхода элементов И 44, этом электродвигатель 6 работает в

45 и 46 поступают через элемент режиме широтно-импульсной модуляции.

ИЛИ 53 на первый вход блока 18. Выделение зоны управления в диаУстройство работает следующим об- пазоне изменения С производится разом. 15 в первом преобразователе 13 кодов.

По команде от блока ввода програм- С выхода преобразователя 13 сигнал мы блоки 2 и 5 управления управляют соответствующей зоны поступает на соответственно вращением электродви- первый вход коммутатора 14 и на т етрегателя 6 и шагового двигателя 3 по тий вход селектора 8. На первом вы= зонам, устанавливая через дифферен- 20 ходе коммутатора 14 фиксируется сигциал редуктора 7,(по наикратчайшему. нал управления электродвигателем 6 в пути) нагрузку в угловое положение, зоне I на втором выходе — сигнал упсоответствующее команде с последую- равления шаговым двигателем 3 .в зоне щеи автоматической фиксацией положе- II а на третьем выходе — сигнал упния этои нагрузки. 25 равления электродвигателем 6 в зоТекущая информация об угловом не II. положении нагрузки снимается в виде Синхронизатор 19 формирует на цифрового кода с датчика 9 и затем своих выходах пачки импульсов. Импоступает на вторые входы блока 11 пульс 1-ro такта с частотой f

1 сравнения и сумматор 12 через вто- gp = 5,28 кГц синхронизирует работу рой преобразователь 20 кодов, Рабо- второго преобразователя 20 кодов и та последнего синхронизируется пер- генератора 21 импульсов. Импульс 2вым импульсным сигналом синхрониза- ro такта синхронизатора 19 с частотой

= 5 28 кГц, задержанный относиЕсли обозначить, например, 14-раз- тельно импульса 1-го такта на 2 мкс, рядный двоичный код блока 10 вво а синхронизирует работу коммутатора 14, программы, поступающий .на первые а импульс 3-го такта с частотой f

2 входы блока 11 сравнения.и суммато а = 330 Гц, сдвинутый относительно им)2 через А а 14 разрядный код теку- пульса 2-го гакта на 2 мкс, поступащего положения нагрузки через Б то 4О ет на втоРой вход коммутатора 14 и сигналы, формируем е блоком ll срав» на вход пеРвого элемента И 25, нения, поступающие на вход суммато- Частота Г = 5;28 кГц обусловлена и вход коммутатора скоростью вращения выходного вала 22

"БОЛЫ1Е" при А > Б, "МЕНЬ1Ш". при 45

А.(Б. 7+V+V ьь пэ ып

В сумматоре 12 определяется абсолютная величина разности С: С = А- где V — скорость выходного вала

Б и вв У

14- аэ я н и она лежит в пределах 0 < С < 16383. 7 V — скорости двигател " 6

ЭП > bfI) ви телеи и

-разрядный код С с выхода сум- SP 3, приведенные соответст.матора 12 поступаетна вход первого венно к выходному вал валу преобразователя 13 кодов. 14-й старший разряд кода С поступает на один Частота f = 330 Гц обусловлена

z из входов коммутатора 14. ч-й и 5-й частотой работы шагового двигателяЗ. разряды кода С поступают на вход се- 55 Указанная выше расстановка импульлектора 8. сных сигналов необходима для раздеДиапазон изменения С разбит на ления во времени работы второго две зоны управления.(фиг. 4): преобразователя 20 кода, коммутатора

S 1273882 Ь

14, первого элемента И 15 и генерато- равления электродвигателя 6 в функра 21 импульсов. ции значения кода С;

Рассмотрим работу системы после- Из таблицы видно, что длительность довательно, по зонам. импульсных сигналов определяется коВ зоне I коммутатор 1 4 по перво- дом С сумматора 1 2 и сигналами зоны

5 му выходу формирует сигнал управле- первого преобразователя 13 кода. ния электродвигателем 6. Этот сигнал Одновременная работа электродвигапо шине "Движение ЭД против часовой теля 6 в режиме широтно-импульсной мострелки" или по шине "Движение ЭД - модуляции и пошаговая работа двигатепо часовой стрелке" (фиг. 2) посту 10 ля 4 позволяют в зоне II использовать пает через элемент ИЛИ 17 на вход суммарные скоростные качества двигаблока 5 управления, приводит выход- телей, а также обеспечить устойчиной вал в движение. Импульсы 3 такта вость системы и автоматическую фиксасинхронизатора 19 поступают на вход цию углового положения выходного ваэлемента И 15 и на вход блока 2 уп- 15 ла, равления через ИЛИ 16. Выходнои вал шагового двигателя 3 начинает вращаться в ту же сторону, что и электродвигатель 6.

Входные сигналы селектора

Выход селектора

В момент перехода системы из зоны 20

I в зону II прекращается управление электродвигателя 6 от коммутатора 14 а шагового двигателя 3 от первого

Код С.

Значение сигналов

Относительная

Разряды длительСМ6352 ность

С <32 элемента И 15.

В зоне II коммутатор 14 по второ- 25 му выходу формирует сигналы управления шаговым вигателем 3 кото ые импульса и

О

О

Формула изобретения

Система для программного управле— ния, содержащая первый привод, состоящий из последовательно соединенных блока управления шаговым двигателем

В и.шагового двигателя, второй привод, состоящий из последовательно соединенных блока управления электродвигателем и электродвигателя, редуктора, кинематически связанного первым д s P поступают на вход блока 2 управления через элемент ИЛИ 16 и шаговый дви1 гатель 3 поворачивает выходной вал системы в том же направлении. Одно1 временно с третьего выхода коммута1 тора 14 на вход второго элемента

И 18 поступает сигнал "ЭД по часовой стРелке" или "ЭД против часовой стрелки". Вал двигателя 6 продолжает

0 вращаться в ту же сторону, что и вал шагового двигателя 3, на при этом .скорость вращения выходного вала двигателя 6 зависит от значения кода С.,о

Изменение скорости вращения вала электродвигателя 6 производится за счет импульсного управления.. Импуль1 сные сигналы вырабатываются в генераторе 21 импульсбв. Далее в селек1 торе 8 происходит выбор требуемой длительности импульсных сигналов. Импульсные сигналы с выхода селектора

8 поступают на второй вход второго элемента 11ЛИ 17 через второй элемент

И 18.

На фиг. 6б приведены эпюры скорости электродвигателя 6 в зависимости

or длительности импульсных сигналов управления, которые формируются на выходе селектора 8 (фиг. 6a).

В таблице приведены относительные длительности импульсных сигналов упО 0

О 0,75

0 0 5

О 0,25

О 0

1 0,75

1 0,5

1 0,25

1 О

12738 входом с выходом шагового двигателя, вторым входом - с выходом электродвигателя, а выходом — с,цатчиком угловых перемещений и с выходным валом системы, блок ввода программы, под- 5 ключенный выходом к певрому входу блока сравнения и к первому входу сумматора, соединенного выходам с входом первого преобразователя кодов и с информационным входом коммутатора, вторым входом — с выходам второго преобразователя кодов р с вторым входом блока сравнения, а третьим входом — с выходом блока сравнения и с первым управляющим входом 15 коммутатора, соединенного вторым управляющим входом с первым выходом синхронизатора, третьим управляющим

Входом с BTopbIM Выходом синхрони затора и с первым входом первого элемента И, четвертым управляющим входом. — с выходом первого преобразователя кодов, первым выходом — с вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента ИЛИ, а вторым выходом — с первым входом

82 8 первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу первого элемента И, а выходом — к входу первого привода, система также содержит второй элемент И, подключенный выходом к второму входу второго элемента

ИЛИ, связанного выходом с входом второго привода, причем выход датчика угловых перемещений соединен с первым входом второго преобразователя кодов, связанного вторым входом с третьим выходом синхронизатора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в нее введены генератор импульсов и селектор, подключенньп первым входом к выходу первого преобразователя кодов, вторым входом — к входу первого преобразователя кодов, третьим входом — к выходу генератора импульсов, а выходом — к первому входу второго . элемента И, соединенного вторым вхо- . дом с третьим выходом коммутатора, а вход генератора импульсов связан с третьим выходом синхронизатора.

1273882

1273882 /дых бя. 22

Со ставитель Н. Горбунова

Редактор М. Дылын Техред Л.Олейник . Корректор Г. Решетник

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6475/44

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