Цифровые системы управления Советский патент 1986 года по МПК G05B11/26 

Изобретение относится к станко- строенмю и электротехнике и может найти применение в станках с числовым нрограммным упра.влез1нем.

Цель изобретения - повьш;ение быст- родействия системы.

Па чертеже представлена блок-схема системы.

Цифровая система унравлепня содержит двигатель 1, датчш скорости 2, реверсивный су.етчик 3, нреобразова- тель код-длительность имнульсов 4, усшштель мощности 5, генератор так- товых импульсов б, преобразователь код-частота 7, нервый элемент И 8, второй и первый форшгровате.чн им- пульсоп 9 и 10, блок сшгхронпзации И, второй элемент И 12, преобразо- иатель частота-код 13, блок сравнения 14, задатчик 15, индикатор 16, И - входной сигнал задатчика 15, f(, - выходной СНГ на л преобразователя код-частота 7, f, - выходной сигнал датчика скорости 2, W - выходной сигнал преобразователя частота-код 13

Система работает следующим образом,

С Еыходгг задатчика 15 входной код Г поступает на вход, -преобразователя код-частота 7. На выходе преобразователя код-частота 7 формируется

табильная частота , нропорциональ- ая входному ко/ду,,,. Импульсы час- . ты fo поступает, через первый элеент И 8 на вход сложения реверсив- 35 него счетч1пса 3. Код реверсивного счетчика 3 растет. Па выходе преобразователя код-длительность импульса. 4 формируется шпротно-импульсный cигJ;aл, который через усилитель мощ- ности 5 поступает на вход двигателя 1, Частота следования широтно-им- нульспого сигнала определяется частотой с первого выхода генератора тактовых импульсов б, а длительность - - нропордиональна коду реверсивного счетчика 3. Поэтому с возрастанием .кода реверсивного счетчкка 3 пропор- иионально увеличивается длительность импульсов сигнала с выхода преобра- 50 зователя код-длительность импульса 4, и дпигатель 1 начинает разгоняться. Импульсы частоты- обратной связи f, с датчика скорости 2 поступают на вход блока синхронизации 11, на выхо-- 15 де которого после поступления каждого HMHyjHjca частоты f формируется один импульс, совпадающий по jspeMeo

,

0

0

5 - 50 15

нн с импульсом с. третьего выхода генератора тактовых импульсов 6. Импульсы с выхода блока синхронизации 11 ноступают через второй элемент И 2 на вход вычитания реверсивного счетчика 3. Импульсы частот со второго и третьего выходов генератора тактовых импульсов б сдвинуты друг относительно друга с целью исклзочення совпадающих по времени импульсов на входах реверсивного счетчика 3.

При широком диапазоне стабилизируемых скоростей в переходном режиме возможно возникновение условий, при которых или f f . В случае, если Г„ возможна запись в реверсивном счетчике 3 максимального кода. При этом условии на выходе второго формирователя имнульсов 9 создается уровень, при котором первый элемент И 8 закрыт. После этого на

вход сложения реверсивного счетчика 3 не пройдет следующий имнульс частоты Гд и реверсивньш счетчик 3 не переполнится. Следующий импульс частоты f уменьшит значение кода реверсивного счетчика 3 и иа выходе второго формирователя импульсов 9 создается уровень, при котором первый элемент И 8 открыт и производится дальнейшее сравнение частот f и f .В случае, если f, , в ре- версив}10м счетчике 3 возможна запись минимального кода,.. При этом условии на выходе первого формирователя имнульсов 10 создается уровень, при котором второй элемент И 12 закрыт:, и на вход вычитания реверсивного счетчика 3 не постунит следующий импульс частоты f . Следовательпо, код реверсивного счетчика 3 не изменится .скачком от минимального к максимальному. Следующий импульс частоты fp увеличит значение кода реверсивного счетчика 3. Па выходе первого формирователя импульсов 10 создается уровень, нри котором второй элемент И 12 открыт,, и нроиз.водится дальнейшее сравнение частот f и ,

Форсирование нереходных процессов в системе осуещствляется с помощью преобразователя частота-код 13 и блока сравнения 14, Па выходе преобразователя частота-код 13 формируется хо.д . , нропорциональный входной частоте f -, Коэффициент пропорцио- налп ност и меяоду , и f определяет ся шстотой с четвертох о выхода гене

31

ратора тактовых импульсов 6, которая выбрана таким образом, чтобы при f, fo выполнялось равенство Nj,N .

В случае отключения нагрузки от двигателя 1 или уменьшения входного кода N в первый момент времени , что соответствен}га приводит к неравенству кодов , При этом условии на первом выходе устройства блока сравне1шя 14 создается уровень который закрьшает первый элемент И 8 На вход слолсения реверсивного счетчика 3 .импульсы частоты f проходить не будут и за счет импульсов частоты f

g резко уменьшится код реверсивно- го счетчика 3. Уменьшение кода реверсивного счетчика 3 приводит к уменьшению длительности импульса, посту

пающего нгг двигатель 1, а, следовательно, и к уменьшению скорости вращения двигателя 1, что приводит к

установлению равенства f Т

При

f t

выполняется раустановлениивенство , и па первом выходе блока сравнения 14 создается уровень,25- при котором первьш элемент И 8 открыт, и производится дальнейшее сравнение частот Гц и

foe

В случае увеличения момента нагрузки или увеличения входного ко- да Ид в первый момент времени установится неравенство f f , что соответственно вызывает неравенство кодов . В этом случае на втором выходе блока сравнения 14 создается уровень, при котором второй элемент И 12 закрывается, и на вход вычитания реверсивного счетчика 3 не посту

пают имнульсы частоты f

За счет

поступления только импульсов частоты fp код реверсивного счетчика 3 резко возрастает. Это приводит к увеличению длительности импульса, поступающего на двигатель 1 и, следовательно к увеличению скорости его вращения. При установлении равенства Г„ f устанавливается равенство и на втором выходе блока сравнения 14 создается уровень, при котором элемент II 12 открывается и происходит дальнейшее сравнение частот f и

Таким образом,-за счет соответствующей блокировки частот f или f в переходных режимах, изменение кода реверсивного счетчика 3 происходит

пропорционально Г„ или f

ности этих частот

(fo-f«. ),

чительно повышает быстродействие

системы, а, следовательно, и динамическую точность системы.

В системе осуществляется постоянный контроль за выполнение равенства . В случае равенства кодов, на третьем выходе блока сравнения 14 присутствует высокий уровень, который индицируется индикатором I6.

В

Н„

и N,

случае неравенства кодов . OJ. , высокий уровень на третьем выходе блока сравнения 14 пропадает и индикатор 16 гаснет, что соответствует ггриведенному алгоритму системы. В переходных режимах возможно мигание индикатора 16, обусловленное отработ- хой системой возмущающих воздействий.

За счет введения корректирующего звена значительно уменьшается время смены кода в реверсивном счетчике в переходных режимах работы привода, что значительно- повьшгает быстродействие системы.

Формула изоб.ретения

Цифровая система управления, содержащая последовательно соединенные задатчик, преобразователь код-частота, первый элемент И, реверсивный счетчик, преобразователькод-длительность импульсов, усилитель мощности, двигатель, датчик скорости, блок . синхронизации и второй элемент И, выходом соединенный с вторым входом реверсивного счетчика, а вторым входом - с выходом первого формирователя импульсов, подключенного входом к выходу реверсивного счетчика и к входу второго формирователя импульсов, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И, и генератор тактовых импульсов, соединенный первым выходом с управляющим входом преобразователя код-длительность импульсов, вторым выходом - с управляющим входом преобразователя код-частота, а третьим выходом - с управляющим входом блока синхронизации, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью повьш1е- ния быстродействия системы, в ней дополнительно уста.новлены блок сравнения, и щикатор и преобразователь частота-код, соёдиненньш первым входом с выходом датчика скорости, вторьс входом - с четверть1м выходом генератора тактовых импульсов, а выходом 5 1247837-

с первым входом блока сравнения, ми - к третьимвходам первого, и втоподключенного вторыь входом к выходу рого элементовИ, а третьим выходом задатчика, первым и вторым выхода- к индикатору.

Редактор И. Сегляник

Составитель Ю. Гладков

Техред В.Кадар Корректор В. Бутйга

Заказ 4124/47 . Тираж 836 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

:

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

Изобретение относится к областям станкостроения и электротехники и может найти применение в станках с числовым программным управлением. В системе решается задача оптимального вывода на режим в переходных процессах. Для этого в системе входной код задания преобразуется в частотно-импульсную последовательность, которая через первый элемент И поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика. Выходной код счетчика преобразуется в преобразователе код-длительность импульсов в регулирующее воздействие, которое усиливается по мощности и поступает на двигатель. Частотно-импульсная последовательность .с выхода датчика скорости через второй элемент И поступает на вычитающий вход счетчика. Состояние реверсивного счетчика контролируется двумя формирователями импульсов, которые при его переполнении в ту или иную сторону закрывают соответствующие элементы И. Кроме того, частотный выходной сигнал датчика скорости преобразуется в. код. Этот код сравнивается с кодом задания в блоке сравнения. Если код задания больше кода обратной связи, то блок сравнения за- крьшает первый элемент .И, а если наоборот, то второй, и это позволяет увеличивать быстродействие системы в переходных режимах. 1 ил. § (Л 1С litiak 00 СО vl