Цифровая следящая система

 

Цифровая следящая система может быть использована при построении систем управления и регулирования. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение колебательности при малых скоростях движения. Цель достигнута за счет введения в систему трех регистров, компаратора, двух сумматоров, элемента ИЛИ. блока дифференцирования и цифроаналогового преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 05 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757086/24 (22) 09.10.89 (46) 30.05.92. Бюл. Иг 20 (71) Научно-исследовательский институт автоматических систем (72) Г.Е.Подпоркин. Е.Н.Мухамедова, И.А.Тугучева, Л.Д.Журавлев и Г.Е.Соловьев (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 489074, кл. 6 05 В 5/01, 1973, Авторское свидетельство СССР

М 1233102, кл. G 05 В 15/02, 1982.

„, SU „, 1737408A1 (54) ЦИФРОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Цифровая следящая система может быть использована при построении систем управления и регулирования. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение колебательности при малых скоростях движения. Цель достигнута эа счет введения в систему трех регистров, компаратора, двух сумматоров. элемента

ИЛИ, блока дифференцирования и цифроаналогового преобразователя, 1 ил.

1737408 первым входом сумматора, второй вход ко- 35 торого соединен с выходом задатчика угло40

50 первый выход которого соединен с управля- 55 куцим входом первого управляемого региИзобретение относится к автоматике и вычислительной i.exíèêe и может быть использовано при построении систем управления и регулирования, в частности, цифровых следящих систем, Известно устройство для управления приводом, содержащее задатчик, цифровой сумматор, цифроаналоговый преобразователь, привод и цифровой датчик, Недостатком известного устройства я вляется низкий порог регулирования скорости.

Наиболее близкой по технической сущности является цифровая следящая система, содержащая цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные привод, да чик положения и сумматор, логический коммутатор и управляемый делитель напряжения. Недостатком известной системы является невозможность использования средств, реализующих принципы переменной структуры следящей системы, что ограничивает возможность расширения диапазона регулирования скорости в условиях постоянно действующей в машиностроении тенденции к улучшению точностных характеристик.

Цель изобретения — повышение точности и уменьшение колебательности следя.щей системы при малых скоростях, Поставленная цель достигается тем, что в цифровую следящую систему, содержащую исполнительный механизм, выход которого через датчик положения соединен с вого положения, первый цифроаналоговый преобразователь, в которую дополнительно введены задающий и два управляемых регистра, компаратор, два сумматора, элемент ИЛИ, блок дифференцирования, второй цифроаналоговый преобразователь, причем выход эадатчика углового положения соединен через блок дифференцирования с информационным входом первого управляемого регистра, первым входом компаратора и второго сумматора, выход первого сумматора соединен с первым входом третьего сумматора и через второй управляемый регистр с его вторым входом, выход третьего сумматора. через первый цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом исполнительного механиэма, выход задающего регистра соединен с вторым входом компаратора, стра, второй и третий выхбды компаратора соединены с первым и вторым входами элементе ИЛИ, выход которого соединен с упУ

30 равляющим входом второго управляемого регистра, выход первого управляемого регистра соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого через второй цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом исполнительного механизма.

Совокупность новых признаков обеспечивает получение сверхсуммарного эффекта, заключающегося в том, что в предложенной системе происходит повышение плавности скорости на нижнем пороге регулирования, благодаря схемному решению, в результате которого происходит одновременное в зависимости от скорости изменение добротности и скоростной компенсации, в результате чего уменьшается колебательность следящей системы при малых скоростях при увеличении динамичеСКОЙ ТОЧНОСТИ, На чертеже представлена структурная схема цифровой следящей системы.

Цифровая следящая система содержит задатчик 1 углового положения, сумматор 2, датчик 3 положения, блок 4 дифференцирования, первый управляемый регистр 5, компаратор 6, сумматоры 7 и 8, второй управляемый регистр 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, исполнительный механизм 11, задающий регистр 12, элемент

ИЛИ 13, ЦАП 14.

Задатчик 1 углового положения представляет собой цифровой генератор функции или ЭВМ типа "Электроника-60" с интерфейсом связи и служит для формирования кода, пропорционального заданному .положению.

Выход задатчика 1 соединен с вторым входом сумматора 2, первый вход которого соединен с выходом датчика 3 положения, Выход задатчика 1 соединен также через блок 4 дифференцирования с входом первого управляемого регистра 5, первым входом компаратора 6 и первым входом второго сумматора 7.

Блок 4 дифференцирования служит для формирования кода, пропорционального заданному значению скорости. входного сигнала.

Компаратор 6 может быть выполнен, например, на микросхеме 564ИП2.

Выход первого сумматора 2 соединен с. первым входом третьего сумматора 8 и через второй управляемый регистр 9 — с вторым входом третьего сумматора 8.

Выход сумматора 8 через первый ЦАП

10 соединен с первым входом исполнительного механизма 11.

Выход задающего регистра 12 соединен с вторым входом компаратора 6, первый вы1737408 ход которого соединен с управляющим входом первого регистра 5, второй и третий выходы компаратора 6 соответственно с первым и вторым входом элемента 13 ИЛИ.

Выход элемента 13 ИЛИ соединен с управляющим входом второго управляемого 5 регистра 9, Выход первого управляемого регистра

5 соединен с вторым входом сумматора, выход которого через второй ЦАП 14 — с вторым входом исполнительного механизма 10

11.

Выход исполнительного механизма 11 соединен с входом датчика 3 положения.

Устройство работает следующим образом, 15

С выхода задатчика 1 положения на вход сумматора 2 поступает код, пропорциональный заданному положению. На второй вход сумматора 2 поступает код, формируемый датчиком 3 положения. 20

С выхода сумматора 2 код, пропорциональный ошибке следящей системы, через регистр 9 и сумматор 8 поступает на вход

ЦАП 10, с-выхода которого аналоговый сигнал поступает на один из входов исполни- 25 тельного механизма 11. Выходное звено механизма 11 перемещается со скоростью, пропорциональной напряжению этого аналогового сигнала.

На второй вход исполнительного меха- 30 низма 11 для компенсации динамической ошибки поступает аналоговый сигнал с выхода ЦАП 14, на вход которого от задатчика

1, через блок 4 дифференцирования, управляемый регистр 5 и сумматор 7 поступает 35 код, пропорциональный заданной скорости. При поступлении управляющего сигнала с выхода элемента ИЛИ 13 на вход управляемого регистра 9., через управляемый регистр 9, сумматор 8 и ЦАП 10 на вход 40 исполнительного механизма не поступает дополнительная часть кода ошибки, что уменьшает значение добротности в зоне малых скоростей.

Управляющий сигнал с выхода элемен- 45 та ИЛИ 13 формируется следующим образом.

На входы элемента ИЛИ 13 поступают выходные сигналы с компаратора 6, появляющиеся в случае, если код пропорциональ- 50 ный заданному значению скорости, на входе компаратора 6 равен или меньше, чем код, поступающий с выхода задающего регистра 12 на второй вход компаратора 6, Одновременно с первого выхода компара- 55 тора 6 поступает управляющий код на управляемый регистр 5, который пропускает на вход сумматора 7 код, пропорциональный заданной скорости, что увеличивает в 2 раза сигнал скоростной компенсации.

Известно, что для повышения плавности движения на нижнем пороге регулирования необходимо снижать значение колебательности (добротности) углового контура, выбранное исходя иэ требований динамической точности, что реализуется в предлагаемом устройстве за счет отключения выхода управляемого регистра 9 от первого входа сумматора 8 в цепи ошибки.

Одновременно для сохранения динамической точности усиливается скоростная компенсация за счет подключения выхода управляемого регистра 5 к второму входу сумматора 7.

Формула изобретения

Цифровая следящая система, содержащая исполнительный механизм, выход которого через датчик положения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика углового положения, первый цифроаналоговый преобразователь, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения колебательности при малых скоростях в нее введены задающий и два управляемых регистра, компаратор, два сумматора, элемент .ИЛИ, блок дифференцирования, второй цифроаналоговый преобразователь,:причем выход задатчика углового положения соединен через блок дифференцирования с информационным входом первого управляемого регистра, первыми входами компаратора и второго сумматора, выход первого сумматора сое-. динен с первым входом третьего сумматора и через второй управляемый регистр с его вторым входом, выход третьего сумматора через первый цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом исполнительного механизма, выход задающего регистра — с вторым входом компаратора, первый выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого регистра, второй и третий выходы компаратора соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго управляемого регистра, выход первого управляемого регистра .соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого через второй цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом исполнительного механизма.