Цифровая система управления Советский патент 1987 года по МПК G05B11/26 

113

Изобретение относится к электротехнике, в частности к цифровым электроприводам постоянного тока с широким диапазоном регулирования, у которых входной сигнал задается в виде кода.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и уменьшение энергопотребления системы На чертеже представлена структурная схема цифровой системе управления .

Устройство содержит задатчик 1 входного кода, подключенный к входу преобразователя 2 код-частота, последовательно соединенные реверсивный счетчик 3, преобразователь 4 код- длительность импульса, усилитель 5 мощности, двигатель 6, датчик 7 ско- рЪстиу блок 8 синхронизации. При этом выход реверсивного счетчика 3 подключен к входу дешифратора 9. Кроме того, устройство имеет генератор 10 тактовых импульсов, соединенный первым выходом с управляющим входом преобразователя 4 код-длительность импульса, вторым выходом - с управляющим входом преобразователя 2 код-частота, а третьим выходом - с управляющим входом блока 8 синхронизации, управляемый делитель П частоты с задатчиком 12 корректирующего кoдaj ждущий мультивибратор 13, триггер 14 и элемент ИЛИ 15, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика 3, а первый вход к выходу ждущего мультивибратора 13, первому входу триггера 14 и к второму входу управляемого делителя 11 частоты, второй вход элемента ИЛИ 15 подключен к выходу блока 8 синхронизации и к второму входу триггера 14, выход которого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика-3, выход переполнения которого соединен с третьим входом блока 8 синхронизации, выход дешифратора 9 подключен к одному из входом ждущего мультивибратора 13, другой вход которого подключен к выходу управляемого делителя 11 частоты, связанного входом с выходом преобразователя 2 код-частота.

Цифровая система управления работает следующим образом.

С выхода задатчика 1 входной код Ng nocTyniaeT на вход преобразователя 2 код-частота. На выходе преобразова

теля та f ДУ N

2 формируется стабильная часто- g, пропорциональная входному коСкорректированная пропорционально коду задатчика 12 корректирзпо- щего кода частота f поступает на вход ждущего мультивибратора 13. Ждущий мультивибратор 13 формирует короткие импульсы частоты f, поступающие на вход триггера 14, на вход управляемого делителя 11 частоты и через элемент ИЛИ 15 на счетный вход реверсивного счетчика 3. При этом реверсивный счетчик 3 производит сложе5 ние поступающих импульсов частоты f, что определяется соответствуюш €м состоянием триггера 14, а в управляемом делителе 11 частоты с каждым импульсом частоты f происходит запись те0 кущего значения корректирующего кода задатчика 12. В этом случае стабиль- fo определяется из вьфа-

ная частота женин

4 к .

где К - постоянный коэффициент;

N| - текущее значение кор ректи- рующего кода.

0

5

0

5

0

Итак, за счет сложения реверсивным счетчиком 3 импульсов частоты fg код его непрерьшно растет. На выходе преобразователя 4 код-длительность импульса формируется широтно- импульсньй сигнал, который через усилитель 5 мощности .подается на управление двигателем 6. Частота следования широтно-импульсного сигнала определяется частотой с первого выхода генератора 10 тактовых импульсов, а длительность пропорциональна коду реверсивного счетчика 3. Поэтому с возрастанием кода реверсивного счетчика 3 пропорционально увеличивается длительность импульсов сигнала с выхода преобразователя 4 код-длительность импульса, и двигатель 6 начинает разгоняться.

Конструктивно датчик 7 скорости выполняется таким образом, чтобы величина и диапазон изменения частоты fpp с его выхода равнялись величине и диапазону изменения стабильной частоты fо. Импульсы обратной связи с 5 частотой f„ с датчика 7 скорости поступают на вход блока 8 синхронизации, на выходе которого после поступления каждого импульса частоты foe формируется один короткий им 313

пульс, совпадающий по времени с импульсом с третьего выхода генератора 10 тактовых импульсов. Импульсы с выхода блока 8 синхронизации поступают на вход триггера 14 и через элемент ИЛИ 15 на счетный вход реверсивного счетчика 3. При этом по переднему фронту импульсов частоты . триггер 14 переводится в противоположное состояние и на управляющем входе реверсивного счетчика 3 устанавливается такой уровень, при котором по спаду этих импульсов в нем происходит вычитание импульсов частоты f .. Импульсы частот с второго и третьего выходов генератора 10 тактовых импульсов сдвинуты друг относительно друга, а их частота во много раз выше частоты f и f , что исключает одновременное появление импульсов частот f и.fpp на входе элемента ИЛИ 15 и на входе триггера 14.

В переходных режимах в системе возможно возникновение такого р,ежима когда f ( или f о f . В случае, если f fog , возможна запись в реверсивном счетчике 3 максимального кода. При этом условии на выходе дешифратора 9 создается уровень, при котором ждущий мультивибратор 13 запирается и импульсы частоты f на вход реверсивного счетчика 3 не проходят, что исключает его переполнение. Следующий импульс частоты f уменьшает значение кода реверсивно- ного счетчика 3, и на вьпсоде дешифратора 9 создается уровень, при котором ждущий мультивибратор 13 открывается, что обеспечивает дальнейшее сравнение частот f и. f, .

Если f f о то в реверсивном

счетчике 3 записывается минимальный код. В этом случае на выходе переполнения реверсивного счетчика 3 создается уровень, при котором запирается блок 8 синхронизации, и импульсы частоты f не проходят на счетный вход реверсивного счетчика 3, что исключает скачкообразное изменение кода реверсивного счетчика 3 от минимального к максимальному. Следующий им- пульс частоты f увеличивает значение кода реверсивного счетчика 3, и на его выходе переполнения создается уровень, при котором блок 8 син- . хронизации открыт, и вновь производится сравнение частот f о и foe .

1500

В установившемся режиме f f. код реверсивного счетчика 3 неизменен, а частота вращения двигателя с- прямо пропорциональна коду задатчика входного кода N и обратно пропорциональна текущему значению корректирующего кода, т.е. f

- К °- N,

Таким образом, за счет соответствующего изменения корректирующего кода возможно проведение корректировки частоты вращения двигателя с целью точной подстройки ее под конкретный входной код заДатчика. Кроме того, структурно устройство вьшолнено с расчетом использования в нем реверсивного счетчика, имеющего один счетный вход и вход управления, опреде- ляющий вид операции, производимой реверсивным счетчиком, сложение .или вычитание поступающих импульсов. Это обстоятельство позволяет построить систему на микросхемах с комплементарной МДП-структурой, что обеспечивает существенное снижение энергопотребления системы управления в целом.

30

Формула- изобретения

0

Цифровая система управления, содержащая задатчик входного кода, выходом подключенный к первому входу преобразователя код-частота, второй

5 вход которого соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, вторым выходом подключенного к первому входу преобразователя код-длительность импульса, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика и с входом дешифратора, а выход через последовательно соединенные усилитель мощности, двигатель и датчик скорости - с первым входом блока

5 синхронизации, вторым входом подключенного к третьему выходу генератора тактовых импульсов, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и

0 уменьшения энергопотребления системы, она дополнительно содержит управляемый делитель частоты, задатчик корректирующего кода, ждущий мультивибратор, триггер и элемент ИЛИ, выход

§ которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, а первый вход - к выходу ждущего мультивибратора, первому входу триггера и к первому входу управляемого делителя час513615006

тоты, первый вход элемента ИЛИ под-входов ждущего мультивибратора, друключен к выходу блока синхронизациигой вход которого подключен к выходу

и к второму входу триггера, выход, ко-управляемого делителя частоты, святорого соединен с управляющим входомзанного вторым входом с выходом пререверсивного счетчика, выход перепол-образователя код-частота, а выход

нения которого соединен с третьимзадатчика корректирующего кода соевходом блока синхронизации, выходдинен с третьим входом управляемого

дешифратора подключен к одному изделителя частоты.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к цифровым электроприводам достоянного тока с широким диапазоном регулирования, у которых входной сигнал задается в виде кода. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и уменьшение энергопотребления системы. Устройство содержит задат- чик 1 входного кода, преобразователь 2 код-частота, реверсивный счетчик 3, преобразователь 4 код-длительность импульса, усилитель 5 мощности, двигатель 6, датчик 7 скорости, блок 8 синхронизации, дешифратор. 9, генератор 10 тактовых импульсов, управляемый делитель 11 частоты, задат- чик 12 корректирующего кода, ждущий мультивибратор 13, триггер 14 и элемент ИЛИ 15. В устройстве за счет .со- ответствующего изменения корректирующего кода возможно проведение корректировки частоты вращения двигателя с целью точной подстройки ее под конкретный входной код задатчика. 1 ил. i (Л со 05 СП