Устройство для управления многоканальным электроприводом тренажера Советский патент 1985 года по МПК G05B19/18 G05B19/42 

рез компараторы нуля подключены к первым входам второго мультиплексора, соединенного вторыми входами с выходами счетчика каналов.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что фазовый измеритель рассогласования содержит последовательно соединенные первъй RS-триггер, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, второй элемент И, второй RS-триггер и первый элемент 2И-ИЛИ, а также третий и четвертый RS-триггеры, четыре элемента И, дешифратор кода, инвертор, второй и третий элементы 2И-ИЛИ, два счетчика кода рассогласования,. R-входы которых подключены к R-BXOдам первого и третьего RS-триггеров, инверсньй выход первого RS-три гера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к R-входу второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И-ИЛИ, третий вход которого подключен к прямому выходу четвертого RS-триггера и первым входам первого и третьего элементов 2И-ИЛИ, а чет80846

вертый вход - к инверсному выходу четвертого RS-триггера и вторым входам второго и третьего элементов 2И-Ш1И, третий вход второго элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом первого разряда первого счетчика кода рассогласования, четвертый вход с выходом первого разряда второго счетчика кода рассогласования, третий вход третьего элемента 2И-ИЛИ соединен с выходом старшего разряд да счетчика кода рассогласования, а четвертый вход - с выходом старшего разряда второго счетчика кода рассогласования и через дешифратор с S-входом четвертого RS-триггера, информационные входы первого и второго счетчиков кода рассогласования подключены соответственно с выходами пятого и шестого элементов И, первые входы которых соединены с вторым входом фазового измерителя рассогласования, второй вход шестого элемента И подключен к выходу элемента ИЛИ, второму входу четвертого элемента И и через инвертор - к второму входу пятого элемента И, R-вход - к первому входу фазового измерителя рассогласования, а 8-вход третьего RS-триггера - к второму вхо-ду фазового измерителя рассогласования.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ТРЕНАЖЕРА, содержащее широтно-импульсные модуляторы, усилители мощности, буферные регистры и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частотыj дешифратор нуля, счетчик каналов и дешифратор, а также датчики скорости и электродвигатели, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены согласующий блок,, фазовый измеритель рассогласования, десятичный счетчик, постоянные запоминающие блоки, регистры знака и кода рассогласования, два мультиплексора, . два компаратора нуля, цифроаналоговые преобразователи и блок, индикации, первые входы которого подключены к вькодам буферных регистров , вторые входы - к выходу дешифратора нуля, а третьи входы - к выходам дешифратора, управляющим входам согласующего блока и первым входам регистра знака и кода рассогласования, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи соединены с первыт ми входами широтно-импульсных модуляторов, подключенных вторыми входами к выходам датчиков, а выходами через усилители мощности - к электродвигателям, выход генератора подключен к второму входу десятичного счетчика, второму установочному входу согласукмцего блока и второму входу фазового измерителя рассогласований, выходы которого подключены к вторым входам регистров знака и кода рассогласования, § третий вход - к выходу первого мульсл типлексора и установочным первого и второго буферных регистров, а четвертый вход - к выходу второго мультиплексора и установочным входам третьего и четвертого буферных регистров, информационные входы первого и третьего буферных 00 регистров соединены с первыми выходами десятичного счетчика, а инфоро мационные входы второго и четверто00 4ib го буферных регистров - с вторыми выходами десятичного счетчика, выО) ходы счетчика каналов соединены с первыми входами первого мультиплексора, вторые входы которого подключены к выходам блока связи с ЭВМ, выходы делителя частоты соединены с входами первого и второго постоянных запоминающих блоков,, выходы которых через соответствующие цифроаналоговые преобразователи подключены к входам усилителей мощности, соединенных выходами со статорными обмотками вращающихся трансформаторов, роторные обмотки которых че

1

Изобретение относится к программному управлению с числовым вводом информации и может быть использовано в системах многоканального электропривода, и, прежде всего, в системах управления кинотренажерами.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства.

Такое построение схемы позволяет получить многоканальное устройство без коммутации большого числа кодовых шин и многоразрядных блоков сравнения и цифровой коррекции, что значительно упрощает конструкцию по сравнению с известной системой управления. Наличие обратной связи по скорости и возможность индикации данных и текущих значений положений

исполнительных механизмов существенно расширяет область применения такого устройства.

На фиг. 1 представлена функционапьная схема устройства; на

фиг. 2 - функциональная схема фазового измерителя рассогласования} на фиг. 3 - функциональная схема блока связи с ЭВМ. .

Устройство управления многоканальным электроприводом тренажера содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, десятичньй счетчик 3 и блок 4 связи

с ЭВМ, фазовый измеритель 5 рассогласования, дешифратор 6 нуля, постоянные запоминающие блоки (ПЗУ) синусной 7 и косинусной 8 функций.

3

цифроаналоговые преобразователи (ЦАЛ) 9, усилители мощности подсоединены к статорным обмоткам 11уц,оВ каждом из п каналов, роторные обмотки которых через компараторы нуляподключены, к информационным входам мультиплексора 13 фаз текущих положений, счетчик 14 каналов, блок 15 индикации, дешифратор 16, мультиплексор 17 заданных положений, регистры ,знaкa и кода рассогласования, буферные регистры 19, ЦАП 20 , . широтно-импульсные модуляторы (ШИМ) 21,,„ , датчики 22 скорости, усилители 23 (-п мощности, электродвигатели 24,-п.

Измеритель 5 рассогласования (фиг. 2) предназначен для определения направления перемещения исполнительных механизмов и кода рассогласования в зависимости от величины рассогласования между заданными и текущими положениями, и содержит триггеры 25 и 26, элементы И 27 и 28, подключенные к входу элемента ИЛИ 29 и первым входам элементов И 30 и 31, второй триггер 32, элементы И 33 и 34, инвертор 35, счетчики 36 и 37 кодов рассогласования , выходы которых подключены к входам дешифратора 38 кода и первым входам .элементов 2И-ИЛИ 39, элемент 2И-ИЛИ 40, RS-триггер 41. Согласующий блок (фиг. 3) содержит входные регистры 42 .j, , дешифратор 43 номера канала, счетчики 44i-o импульсов.

Устройство управления многоканальным электроприводом тренажера работает следующим образом.

Синхронно с заполнением делителя 2 частоты происходит считывание т-разрядных кодов синусных и косинусных функций из ПЗУ 7 и 8. После ЦАП 9 на выходах усилителей 10 мощности формируются сдвинутые на 90 синусоидальные напряжения, которыми запитываются статорные обмотки 11 синусно-косинусньк ВТ. В роторных обмотках 11 ВТ наводится синусоидальное напряжение, фаза которого линейно зависит от угла поворота ВТ. Так как синусное и косинусное напряжения формируютс цифровым методом в ПЗУ и их период определяется количеством импульсов в периоде отсчета .Т, определяемом

808464

делителем 2 частоты, то фаза выходного напряжения однозначно связана с кодами делителя 2 частоты и счетчика 3, причем нулевая фаза соответствует нулевому положению делителя 2. Компараторы 12 нуля переключаются при изменении знака напряжения, наведенного в роторной обмотке, т.е. фазу выходного напряжения определяют относительно О отсчета. Таким образом, в момент переключения компараторов нуля код на выходе делителя 2 частоты и десятичного счетчика 3 является двоичным и десятичным кодом угла поворота ВТ. Десятичный код подается на информационные входы буферных регистров 19, с входов которых код поступает в блок 15 индикации.

0 / Выходной импульс дешифратора 6 нуля является счетным для счетчика 14 каналов, т.е. за один период отсчета счетчик 14 каналов изменяет свое состояние на 1. Импульсы

5 с выхода счетчика 14 каналов подаются на дешифратор 16 номера канала и на опросные входы мультиплексоров фаз 17 и текущих положений 13. На выходах последних синхронно с кодами счетчика 14 .каналов формируются сигналы, фаза которых относительно начала отсчета определяет текущее и заданное положение в соответствующем канале. Выходные сигналы

с с мультиплексоров поступают на синхровходы буферных регистров 19 и на измеритель 5 рассогласования. На выходах дешифратора 16 номера каналов вырабатываются импульсы,.

0 определяющие принадлежность к одному из, п каналов и управляющие работой блока 15 индикации, блока 4 связи с ЭВМ и приемными регистрами 1 8 блоков приводов. На входы

5 этих регистров с выхода фазового измерителя 5 рассогласования подается знак и код рассогласования для хранения в течение времени измерения по всем п каналам.. Далее

Q через ЦАП 20 сигналы поступают на выходы .ШИМ 21 и определяют направление вращения электродвигателей и величину скорости в зависимости от величины рассогласования. Так

5 как быстродействие всей мультиплексорной системы управления вьщге быстродействия приводов, то неподключенные в данный момент к измерителю 5 рассогласования приводы обрабатьшают ранее поступивший код рассогласования.

Измеритель 5 рассогласования (фиг. 2) работает следующим образом.

Фронты, характеризующие фазы заданных текущих значений скоростей с мультиплексоров 17 и 18, подаются соответственно на единичные входы входных триггеров 25 и 26, которые-.предварительно импульсом с дешифратора 6 нуля установлены в нулевое состояние. В зависимости от того, какой фронт поступил раньше, он через элементы И 27 или 28 первой ступени подается на первый вход элементов И 30 или 31 второй ступени, на второй вход которых подаётся импульс с выхода схемы ИЛИ 29. Импульсом с выхода схемы 30 или 31 триггер 32 знака перемещения устанавливается в единичное или нулевое состояние и открывает один из вентилей вьгходного элемента 2 И-ИЛИ 40 направления перемещения. Кроме того, импульсы с выхода элемента ИЛИ 29 и инвертора 35 открьшают элементы И 33 и 34, через которые тактовые импульсы с выхода генератора 1 поступают на счетные входы счетчиков 36 и 37 кода рассогласования. Счетчик 36 подсчитывает число импульсов, пропорциональное коду разности между текущим и заданньм значениями положений, а счетчик 37 число между общим количеством импульсов в периоде Т и разностью между текущим и заданным значениями положений. Если разность текущего и заданного значений перемещени Не более половины максимального рассогласования, т.е. половины количества импульсов в периоде Т, то код рассогласовании считьшается с выхода счетчика 36. Если же разность больше половины количества импульсов в периоде, то код считывается со счетчика 37, т.е. считывание всегда производится из того счетчика, код которого меньше. Значение половины количества импульсов вырабатывается

дешифратором 38, импульс с выхода которого устанавливает триггер 41 в Г . Этот триггер управляет выходными элементами 2И-ИЛИ 39 . Код величины рассогласования снимается с выходов элементов 2И-Ш1И 39, а знак направления перемещения - с выхода элементов 2И-ИЛИ 10 40 и подаются на приемные регистры 18 каждого из п каналов приводов. Блок 15 индикации предназначен для индикации текущих и заданных положений приводов в каждом из п 15 каналов. Он содержит п (по числу каналов) групп индикаторов по х в каждой группе (х - число разрядов в каждом канале). Эти индикаторы последовательно отпираются импульсами дешифратора 16 номера каналов. Наличие кодов в буферных регистрах и информации о принадлежности этого кода определенному каналу позволяет осуществить индикацию.

5 Блок 4 связи с ЭВМ принимает по кодовым шинам от ЭВМ коды заданных положений и информацию об их принадлежности по п каналам, преобразовывает эти двоичные коды в фазы

0 заданньЕс положений и вьздает их на информационные входы мультиплексо- ра 17 фаз заданных положений.

Построение устройства многоканального электропривода, содержаJ щего большое количество приводов, управляемых от цифровой ЭВМ, на основе предлагаемого изобретения обеспечивает значительное упрощение конструкции за счет изъятия в кажQ дом канале устройства аналоговых устройств. Предлагаемое устройство Управления по существу представляет собой цифровую систему, которой не требуется индивидуальной настройки, что в значительной мере облегчает отладку и эксплуатацию его по сравнению с известными устройствами. Наличие обратной связи по скорости и обеспечение пропорциональности кода на выходе ЦДЛ углу поворота исполнительного механизма позволяет осуществлять индикацию значения угла поворота, что существенно расширяет: функциональные возможности устройства.

.

дмдЧ

R

26

дмдЗ

6мд2

28

J2 /

И

36

у 39,

/

Л

дшд1

I

I I

ja .

I/

t

I

п

-

40

/

dbiwd знака

рассог/гасо ония

зап