Устройство коррекции люфта в системах регулирования Советский патент 1992 года по МПК G05B13/00 

(Л

С

Изобретение может быть использовано в системах регулирования параметров технологических процессов. Цель изобретения состоит в расширении области применения устройства коррекции люфта. Устройство коррекции содержит реверсивный счетчик, дешифратор, переключатель уставок, триггер и логические элементы И,.И-НЕ, ИЛИ, инверторы Выходы Больше и Меньше регулирующего прибора присоединяются к входам устройства, которые соединены с входами элементов ИЛИ и с входами триггера и элементов И. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам регулирования технологических параметров с использованием приводов постоянной скорости.

Известны устройства коррекции люфта, в которых в качестве формирователей сигналов для коррекции люфта используются реверсивные счетчики, логические блоки и переключатели.

К таким устройствам относится, например, схема компенсации люфта для станков с цифровым управлением с шаговым двигателем, содержащая три переключателя, реверсивный счетчик, три логические схемы И, шесть логических схем И-НЕ, три схемы ИЛИ, две схемы ИЛИ-НЕ и один инвертор. Эта схема используется для механизма с числовым управлением, в котором имеется свободный ход (люфт) между деталью и шаговым двигателем.

Недостатком такого устройства является ограниченная область его применения, таккак оно предназначено для компенсации люфта в системе управления перемещением детали, а это перемещение осуществляется по жестко заданной программе, которая может быть приостановлена на время компенсации люфта, а затем снова продолжена, когда люфт будет выбран. Устройство не может быть использовано в системе регулирования технологических параметров, работающей в режиме компенсации непредсказуемых случайных возмущений, когда неизвестны моменты времени поступления и длительность управляющих сигналов от регулирующего прибора на привод регулирующего органа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство коррекции люфта в системах цифрового управления, содержащее два элемента И, три элемента И-НЕ, инвертор и реверсивный

V4 СЛ

СЛ

счетчик, выходы всех разрядов которого подсоединены к соответствующим входам дешифратора, все выходы которого, кроме нулевого, подсоединены к входам переключателя. Устройство предназначено для применения в цифровых системах программного управления перемещением подвижного объекта, оснащенного датчиком с преобразователем угла поворота вала в последовательность импульсов. На вход устройства поступают импульсы, выработанные в системе управления. При перемещении объекта в направлении, противоположном направлению предыдущего перемещения, возникает необ- ходимость компенсации люфта. В этом случае устройство коррекции люфта исключает необходимое число импульсов из последовательности счетных импульсов, поступающих от датчика угла поворота ва- ла.

Недостатком известного устройства (как и предыдущего) является ограниченная область применения, так как он работает по жесткой программе по сигналу реверса хо- да привода и не учитывает случайный характер поступающих на его вход сигналов, что необходимо для компенсации люфта в системе регулирования, а сигналы от регулирующего прибора должны быть просум- мированы по длительности с сигналом от устройства коррекции люфта,

Цель изобретения - расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй элементы И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И и первыми входами второго и первого элементов И-НЕ, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к входам первого и второго элементов НЕ, вторым входам первого и второго элементов И и являются первым и вторым входами устрой- ства, выходы первого и второго элементов И связаны соответственно с входами управления сложением и вычитанием реверсивного счетчика, п выходов разрядов которого присоединены к соответствующим входам дешифратора, выходы разрядов которого с первого по n-й, кроме нулевого разряда, подсоединены к входам переключателя, введены третий и четвертый элементы НЕ, первый и второй элементы ИЛИ и генератор импульсов, причем выход генератора импульсов подключен к счетному входу реверсивного счетчика, выходы первого и второго элементов НЕ связаны соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход переключателя через третий элемент НЕ подключен к третьему входу первого элемента И, а выход нулевого разряда дешифратора через четвертый элемент НЕ связан с третьим входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами устрой: ства.

На чертеже показана функциональная схема устройства,

Устройство включает в себя с первого по четвертый элементы НЕ 1-4, первый 5 и второй б элементы И, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, триггер 9, состоящий из первого 10 и второго 11 элементов И-НЕ, реверсивный счетчик 12, дешифратор 13, переключатель 14 и генератор 15 импульсов.

Выходы первого 10 и второго 11 элементов И-НЕ соединены соответственно с первыми входами первого 5 и второго 6 элементов И и с первыми входами второго 11 и первого 10 элементов И-НЕ, вторые входы первого 10 и второго 11 элементов И-НЕ подключены соответственно к входам первого 1 и второго 2 элементов НЕ, к вторым входам первого 5 и второго б элементов И и являются первым и вторым входами устройства, выходы первого 5 и второго 6 элементов И связаны соответственно с входами управления сложением и вычитанием реверсивного счетчика 12, п выходов разрядов которого присоединены к соответствующим входам дешифратора 13, выходы разрядов которого с первого по n-й, кроме нулевого разряда, подсоединены к входам переключателя 14, а выход генератора 15 импульсов подключен к счетному входу реверсивного счетчика 12, выходы первого 1 и второго 2 элементов НЕ связаны соответственно с первыми входами первого 7 и второго 8 элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого 5 и второго 6 элементов И, выход переключателя 14 через третий 3 элемент НЕ подключен к третьему входу первого 5 элемента И, а выход нулевого разряда дешифратора 13 через четвертый 4 элемент НЕ связан с третьим входом второго элемента И 6, выходы первого 7 и второго 8 элементов ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами устройства,

Для реализации устройства могут быть использованы, например, интегральные микросхемы серии К155.

К входу устройства коррекции присое- диняются выходы импульсного регулирующего прибора (выходы Больше и Меньше) Выходы устройства через согласующие устройства (буферные элементы, релейные элементы, ПБР) присоединяются к исполнительному механизму постоянной скорости.

Устройство коррекции работает следующим образом

Когда на вход устройства начинают поступать импульсы от регулирующего прибора на Больше, а до этого момента были импульсы на Меньше, появляется необходимость компенсировать люфт в приводе. Реверсивный счетчик в начальный момент времени установлен в нулевое состояние, поскольку при поступающих от регулятора импульсах на Меньше триггер 9 был установлен в состояние, при котором 1 была на втором выходе и в промежутках между импульсами от регулятора поступала на вход управления вычитанием импульсов, а при установлении на счетчике нулевого кода на нулевом выходе дешифратора появилась 1, а на третьем входе второго элемента И б, а также на его выходе - О и счет остановился. Когда от регулирующего прибора начинают поступать импульсы на больше (замыкание выходного контакта регулятора на ноль), на выходе инвертора 1 появляются единичные импульсы, которые через первый элемент ИЛИ 7 поступают на первый выход устройства Триггер при этом устанавливается в состояние, при котором на выходе первого элемента И-НЕ 10 присутствует 1, и пока с выхода третьего элемента НЕ 3 будет поступать 1 в паузах между импульсами от регулирующего прибора, когда исчезнет О на первом входе первого элемента И 5, на его выходе будет появляться 1й. которая через первый элемент ИЛИ 7 поступает на выход устройства. Эта 1 приходит на вход управления сложением реверсивного счетчика 12, который в паузах между импульсами от регулирующего прибора накапливает импульсы от генератора 15. Таким образом, на первый выход устройства поступает 1 непрерывно либо с его первого входа, либо с выхода первого элемента И 5. Когда на реверсивном счетчике устанавливается код, соответствующий уставке на переключателе 14 (1 присутствует на том выходе дешифратора, который соединен с выходным контактом переключателя), на выходе третьего инвертора 3 появляется О, который поступает на третий вход первого элемента И 5, на выходе которого также устанавливается О Таким образом, на выход устройства поступают только импульсы от регулирующего прибора, а импульсы для компенсации люфта прекращаются.

Суммарная длительность импульсов компенсации люфта, которые поступают на выход в промежутках между импульсами от регулирующего прибора, должна соответст- вовэть необходимому времени выборки люфта. Эта величина может настраиваться частотой импульсов генератора 15 и положением переключателя 14.

Если после импульсов на Больше от

0 регулирующего прибора начинают поступать импульсы на Меньше, на втором выходе устройства аналогично описанному, появляется непрерывный сигнал суммарной длите л ь- , ности импульсов от регулирующего прибора

5 и от устройства компенсации люфта.

Компенсация люфта в системе регулирования без потери регулирующих импульсов позволяет приблизить управление объектом к системам, у которых отсутствует

0 люфт.

Формула изобретения Устройство коррекции люфта в системах регулирования, содержащее первый и второй элементы И-НЕ, выходы которых со5 единены соответственно с первыми входа- - ми первого и второго элементов И и первыми входами второго и первого элементов И-НЕ, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ подуночены

0 соответственно к входам первого и второго элементов НЕ, вторым входам первого и второго элементов И и являются первым и вторым входами устройства, выходы первого и второго элементов И связаны соответ5 ственно с входами управления сложением и вычитанием реверсивного счетчика, п выходов разрядов которого присоединены к соответствующим входам дешифратора, выходы разрядов которого с первого по п-й,

0 кроме нулевого разряда, подсоединены к входам переключателя, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, устройство дополнительно содержит третий и четвертый элементы НЕ, первый

5 и второй элементы ИЛИ и генератор импульсов, причем выход генератора импульсов под- ключен к счетному входу реверсивного счетчика, выходы первого и второго элементов НЕ связаны соответственно с первыми

0 входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход переключателя через третий элемент НЕ подключен к третьему входу

5 первого элемента И, а выход нулевого разряда дешифратора через четвертый элемент НЕ связан с третьим входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами устройства.

и