Устройство задания и передачи кодов для согласованного управления Советский патент 1990 года по МПК G05B15/02 G08C25/00 G08C21/00 

т:

В01 ход 1

Изобретение относится к технике дистанционного автоматического управления с использованием цифровых вычислительных средств и предназначено для обеспечения согласованного вращения объектов регулирования. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит синхронный передатчик данных 3, блок ввода данных 4, синхронный приемник данных 5, блок вывода данных 6 и задающий генератор 7, счетчики 8, 11, преобразователи частоты 10, 12, одновибратор с задержкой 9 и кодовый одновибратор 13. Устройство позволяет согласовать вращение по частоте и фазе объектов управления, разнесенных на большие расстояния. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Фиг. 1

Изобретение относится к дистанционному автоматическому управлению с использованием цифровых вычислительных средств и предназначено для согласо- ванного по частоте и фазе вращения частей объекта регулирования, разнесенных на большое расстояние

Цель изобретения - повьшение точности устройства

На фиго 1 приведена структурная схема цифровой системы для согласо-. ванного вращения; на фиг 2 - то же, кодового одновибратора; на фиг.З - временные диаграммы; на фиг 4 - структурная схема передатчика данных; на фиг. 5 - то же, блока ввода данных;, на фиг.6 - то же, приемника данных; на фиг 7 - то же, блока вывода данных

Устройство содержит цифровые следящие приводы 1 и 2, синхронный передатчик 3 данных, блок 4 ввода данных, синхронный приемник 5 данных блок 6 вывода данных, задающий гене- ратор 7 импульсов, первый счетчик 8, рдновибратор 9 с задержкой, первый преобразователь 1.0 частоты, второй счетчик 11, второй преобразователь 12 частоты, кодовый одновибратор 13 одновибратор 14, элемент НЕ-И-И 15, кодер 16, модулятор. 17, частотный корректор 18, синхронизатор 19, датчик 20 циклических номеров, преобразователь 21 параллельного кода в по- следовательный, преобразователи 22 уровня, демодулятор 23, декодер 24, накопитель 25, синхронизатор и фази- ровщик 26, делитель 27 частоты, кварцевый генератор 28) формирователь 29 циклов приема информации, преобразователь 30 последовательного кода в параллельный, элементы И 31 и 32

На фиг,3 приведены временные диа- граммы: а - импульсный последователь ности на выходе задающего генератора 7 импульсов; б - импульсных последовательностей на выходах первого и второго преобразователей 10 и 12 час тоты; в,г,д - параллельного кода на выходах первого счетчика 8 импульсов е - импульсной последовательности. на выходе одновибратора 9 с задержкой; ж,з - кода на выходе блока 6 вы вода данных; и - импульса на выходе кодового одновибратора 13; к,л,м - параллельного кода на-выходах второг счетчика ,11 импульсов;

Система работает следующим образом

Генератор 7 импульсов () вырабатывает импульсную последовательность (фигоЗа), частота f с которой преобразуется первым преобразователем 10 частоты Первый и второй преобразователи 10 и 12 частоты имеют один и тот же коэффициент преобразования частоты Ко Дпя повьшения частоты и качестве преобразователей частоты используются умножители частоты, а для понижения частоты - делители частоты. .

Первый преобразователь 10 частоты вырабатывает импульсную последовательность () с частотой следования fq, равной k fg, поступающую, на счетный вход первого счетчика 8 импульсов, что вызывает последовательное изменение кодовых комбинаций на выходах (фиг.3в,г,д). Число разрядов п первого и второго счетчиков 8 и 11 импульсов выбирается по заданной величине дискретного угла о , которая определяется по заданной точности согласования вращения Емкость счетчиков 8 и 11 импульсов должна соответствовать одному обороту осей следящих приводов 1 и 2, поэтому должно выполняться соотношение

Первый и второй счетчики 8 и 11 импульсов при переполнении периодически возвращаются в исходное состояние Период заполнения должен быть равен длительности одного оборота осей цифровых следящих приводов 1 и 2

Коэффициент преобразования К первого и второго преобразователей 10 и 12 частоты выбирается таким, чтобы получить заданную угловую скорость . вращения Q осей цифровых следящих приводов 1 и 2

Для этого частота следования импульсов f п на выходах первого и второго преобразователей 10 и 12 ча.стоты должна быть равна 03/о, а коэффициент преобразования

K./fj.u) ca/K f с,

С выходов разрядов первого счетчика 8 импульсов код задаваемого угла поворота поступает на управляющие входа первого цифрового следящего привода I, угол поворота выходной оси СР( которого отслеживает задаваемый угол поворота (P ошибкой слежения ЛЦ), If,,-Ч,

Первый цифровой следящий привод 1 вращает первую часть объекта регулирования. Импульсная последовательност с выхода генератора 7 импульсов поступает на синхронизирующий вход синхронного передатчика 3 данных, с информационного выхода которого модулированный сигнал поступает на вход синхронного приемника 5 даниых, где синхронизирует выработку синхронизирующей импульсной последовательности с частотой синхронизации f, поступающей через блок 6 вывода данных на вход второго преобразователя 12 частоты с коэффициентом преобразования К, С выхода второго преобразователя 12 частоты импульсная последовательность с частотой следования fj K t:j поступает на счетный вход второго счетчика 1 , на п выходах разрядов которого вырабатывается код задаваемого угла поворота второго цифрового следящего приво.-.а 2, который отслеживает задаваемый угол Ц ошибкой слежения:

ЛЧ 2 Р5г-Я 2

Вследствие идентичности преобразователей 10 и 12 частоты и счетчиков 8 и 11 частота и период изменения кодовых комбинаций счетчиков 8 и 11 одинаковы, а оси первого и второго цифровых следящих приводов 1 и 2 вращаются синхронно с одной и той же частото й вращения.

Согласование вращения осей цифровых следящих приводов I и 2 по фазе осуществляется следующим образ.смо

Частота изменения сигналов с выходов, разрядов первого счетчика В последовательно понижается в 2 раза Старшие n-m разрядов, частота изменения которых не превышает частоту выборки, поступают на информационные входы блока 4 ввода данных, где пре-

образуются из параллельной формы в последовательную и согласуются по уровню с уровнем на входе синхронного передатчика 3 данных. Выборка старших разрядов параллельного кода первого счетчика 8 осуществляется импульсами (фиГоЗе) одновибратора 9 с задержкой, запускаемого отрицательным перепадом сигнала с выхода т-го разряда первого счетчика З Эти импульсы поступают на второй управляющий вход блока 4 ввода данных, управляющий выборкой разрядов кода.

0

5

0

5

5

0

5

0

Вследствие задержки одновибратора 9 выборка происходит по окончании переходных процессов в первом счетчике 8, Блок 4 ввода данных синхрони- зируется импульсным генератором 7 и управляется сигналом с управляющего выхода синхронного передатчика 3 даи- ных, вырабатывающего сигнал управления вводом информации в синхронный передатчик 3 данныхо С выхода блока 4 ввода данных информационный сигнал поступает на информационный вход синхронного передатчика 3 данных и преобразуется в модулированный сигнал В синхронном приемнике 5 данных модулированный сигнал демодулируется и из него выделяется информационный сигнал, поступающий на блок 6 вывода данных, с которого выводятся n-m старших разрядов кода задаваемого угла поворота Блок 6 вывода данных синхроти- зуется и управляэтся сигналами с выходов синхронного приемника 5 данных. Управляющим сигналом выделяется информационная часть сигнала с информационного выхода синхронного приемника 5 данныхо С информационных выходов блока 6 вывода данных m-n старших разрядов кода (фиг,3ж,э) поступают на входы кодового одиовибратора 13, вырабатывающего импульс (фиГоЗи), длительность TO которого меньше периода следования Т при появлении на его входах кодовой комбинации (на фиг.Зз, ж - это 10), обеспечивающей согласование по фазе между первым и вторым цифровыми следящиьп приводами 1 и 2, При этом обеспечивается заданный сдвиг по фазе, , заданное постоянное рассогласование Этот импульс поступает на установочный вход второго счетчика 11, устанавливая все его разряды в исходное состояние. Кодовая комбинация, которая устанавливается при этом на выходах второго счетчика 11 (на фиг.3м,л,к - это 000), такова, чтобы обеспечить заданный сдвиг по фазе, Тое, заданное постоянное рассогласование между первым и вторым цифровыми следящими приводами 1 и 2 (на фиг.З оно ранно 010), Кодовая комбинация, запускающая кодовый одновибратор 13, запаздывает на интервал Т относительно момента ее появления на выходах n-m старших разрядов первого счетчика 8, В этот интервал входит время преобразования и передачи кода. Это запаздывание

.71

можно учесть выбором кодовой комбина ции, в которую устанавливается второ счетчик 11, или же смещением нагрузки второго цифрового следящего привода 2 относительно его оси на угол utp, COT.

Кодовая комбинация, при которой запускается кодовый одновибратор 13 возникает один раз за период.счета первого счетчика 8, Тое. один раз за оборото Таким образом, второй счетчик импульсов периодически корректируется, а вращение согласуется по фа

зе, Гай как частота импульсных последовательностей на счетных входах первого и второго счетчиков одна и та же, то после первичного фазирова- ция вращения импульсы кодового одно- вибратора 13 подтверждают состояние второго счетчика 1 1 возникновени переходных процессов во втором цифровом следящем приводе 2„

Система работоспособна и в случае, 25 если к блоку А ввода данных подклюен только старший разряд первого счетчика 8 Однако в этом случае аждая импульсная помеха на входе кодового одновибратора 13 будет вызы- JQ вать процесс установки кода на втором счетчике 11, т-.е возникнет произвольное рассогласование между цифровыми следящими приводами 1 и 2„ Помехоустойчивость существенно повьшается при увеличении числа передаваемых разрядов, так как при этом появление помехи на одном из входов кодового одновибратора 13 не вызовет выработку импульса на его выходе а вероятность появления помех одновременно на всех вход ах уменьшается с увеличением числа входов. Кроме того, при передаче нескольких разрядов кода есть воз35

40

можность задания фазового сдвига меж- 45 блока вывода данных, а выход - со ду цифровыми следящими приводами 1 и 2 выбором кодовой комбинации, при которой срабатывает кодовый одновибратор 13

счетным входом второго счетчика, в ды кодового одновибратора соедине соответственно с n-m-pазрядными ин мационными выходами блока вывода д ных, а выход - с установочным входо второго счетчика, п-разрядных выхо которого соединены с вторым выходо устройства

Преимуществом предложенной цифровой системы для согласования вращения является также эффективное использование линии связи, так как по каналу связи передаются не все п разрядов кода, а только n-m разрядов, что позволяет вместо m разрядов передавать дополнительную информацию или же повысить быстродействие

изобретения

Формула

0

5

0

5 Q

5

0

1, Устройство задания и передачи кодов дпя согласованного управления, содержащее синхронный передатчик данных, блок ввода данных, выход которого соединен с информационным входом синхронного передатчика данных, а первый управляюищй вход соединен с управляющим выходом синхронного передатчика данных, синхронный приемник данных, вход которого соединен с информационным выходом синхронного передатчика данных, блок вывода данных, информационный, управляющий и синхронизирующий входы которого соединены с соответствующими выходами синхронного приемника данных, задающий генератор импульсов, выход которого соединен с синхронизирующими входами блока ввода данных и синхронного передатчика данных, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены первый и второй счетчики,, одновибратор с задержкой, кодовый одновибратор, первый и второй преобразователи частоты, причем выходы n-m старших разрядов первого счетчика соединены с соответствующими информационными входами блока ввода данных, вход одновибратора с.задержкой, соединен с выходом т-го разряда первого счетчика, а выход - с вторым управляю1чим входом блока ввода данных, вход первого преобразователя частоты соединен с выходом задающего генератора импульсов, а выход - со счетным входом первого счетчика, п-разрядных выходов которого соединены с первым выходом устройства, вход второго преобразователя частоты соединен с синхронизирующим выходом

блока вывода данных, а выход - со

счетным входом второго счетчика, входы кодового одновибратора соединены соответственно с n-m-pазрядными информационными выходами блока вывода данных, а выход - с установочным входом второго счетчика, п-разрядных выходов которого соединены с вторым выходом устройства

2, Устройство по По 1, отличающееся тем, что кодовый одновибратор содержит одновибратор, первый и второй элементы И, причем вход старшего разряда кодового одновибратора соединен с входом одновибра-первому входу второго элемента И, втотора, остальные входы кодового одно-рой вход которого соединен с выходом

вибратора соединены с соответствую-одновибратора, а выход - с выходом

щими инвертирующими входами первого ,кодового одновибратора. элемента И, подключенного выходом к

иг. г

Фиг. 2

ФигЛ

фиг 6

П

2/

фиг. 5

Фиг. 7