Цифровая следящая система Советский патент 1979 года по МПК G05B15/00 

(54) ЦИФРОВАЯ С.ПЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к цнфроаналоговым системам.

Известны цифроаналоговые следящие системы, содержащие в своем составе цифровой измеритель рассогласования, преобразователь кода в аналог, аналоговый привод и цифровой датчик обратной связи ll и 2.

Измеритель рассогласования в следящих системах пропорционального типа это вычислитель разности двух чисел, заданных .в двоичном коде. Входной сигнал - первое число, сигнал обратной свя зи - второе число. Известные -вычислители разности двоично-кодированных чисел основаны на применении цифровых сумматоров.

Наиболее близким аналогом является цифровая следящая система, содержащая два регистра чисел, преобразователь кода в напряжение и исполнительное устройство, соединенное через аналого-цифровой преобразователь со входом одного из регистров чисел З.

Недостатком такой системы является наличие вычислителя разности двух кодов, составляющего больщую часть аппаратурных затрат.

Целью изобретения является упроше ние системы.

Для достижения этой цели в систему введены две группы элементов И, группа элементов ИЛИ, счетный триггер и разделительный элемент, например конденсатор, причем выходы первого и ъто рого регистров чисел подключены к входам элементов И соответственно первой и второй групп, вторые входы ко торых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами счетного триггера, а выходы подключены ко входам группы элементов ИЛИ, выходы которой соединены со входами преобразоВсгголя кода в напряжение, галход кот(рого чорСЗ разделительный элемент попключей ко входу исполнительного устройства. На чертеже показана структурная схе ма Цифровой следящей системы. В ее состав входят регистр 1 первого числа, первая группа элементов И 2, группа элементов ИЛИ 3, преобразователь копа в напряжение 4, разделительный элемент 5, регистр 6 второго числа, вторая группа элементов И 7, счетный триггер 8, исполнительное устройство 9, аналого-цифровой преобразователь 10. &11ходы регистров чисел 1 и 6 соединены соответственно с первыми входами элементов И первой и второй груп 2 и 7, вторые входы которых подклк чены к выходам счетного триггера 8, а выходы - ко входам группы элементов ИЛИ 3, выходы которой соединены со входами преобразователя кода в напряжение 4, выход которого через разделительный элемент 5 подключен ко входу исполнительного устройства 9, выход которого через аналого-Щ1фровой преобразователь 10 соединен со входом регистра числа 6. Работа системы основана на поочередной подаче на вход преобразователя кода в напряжение 4 кода первого и вт рого чисел и пблучения на выходе преобразователя кода в напряжение 4 разницы в уровнях напряжения от первого и второго кода. Эта разница пропорциональна разности чисел. Если на выходе преобразователя кода в напряжение 4 последовательно включить какойлибо разделительный элемент 5, например конденсатор, то в ни исполнитель ное устройство 9 будет подаваться напряжение переменного тока, пропорциональное разности чисел. Таким образом будут совмещены функции преобразователя кода в напряжение и сумматора. На вход счетного триггера 8 подают ся импульсы фиксированной частоты i На выходе счетного триггера 8 при этом будет напряжение, периодически изменяющееся от значения соответствующего логическому нулю до значения соответствующего логической единице (меандр). Период изменения этого напряжения равенТ 2/|. При этом длитель ность сигнала равна длительности сигнала О. На инверсном выходе счет ного триггера 8 будет такой же, но инвертированный сигнал (и«вертированный меандр). Элементы 11 первой группы 2 подключены каждый к своему разряду регистра первого числа 1 и к выходу счетного тригге.а 8 и открыты для прохождения информации из регистра 1 в первую половину периода меандра. Элементы И второй группы 7 аналогично подключены к разрядам регистра второго числа 6, но на второй их вход подан инверсный сигнал с выхода счетного триггера 8. .Поэтому информация из регистра второго числа 7 будет пропускаться второй группой элементов И 7 во вторую половину периода меандра. Каждый из элементов ИЛИ 3 подключен поразрядно к выходу соответствующего элемента И первой и второй групп 2 и 7. Поэтому на выходе группы элементов ИЛИ 3 одису половину периода будет присутствовать код из регистра первого числа 1, а вторую - из регистра второго числа 6. Элементы ИЛИ 3 поразрядно подключены ко входам разрядов преобразователя кода в напряжение 4 и на выходе преобразователя кода в напряжение 4 одну половину периода будет напряжение, пропорцио-. нальное первому числу, а другую половину периода - напряжение, пропорциональное второму числу. Разность этих напряжений выделяется на нагрузке (исполнительное устройство 9), которая подключена к выходу разделительного элемента 5, вход которого подключен к выходу преобразователя кода в напряжение 4. На нагрузке напряжение переменного тока пропорционально разности чисел, записанных в двоичном коде в регистрах 1 и 6. Использование такой системы дает экономию в логических схемах по сравнению с известным вариантом использования цифровых сумматоров в сочетании с преобразователем кода в напряжение для определения разности двух чисел и преобразования ее в Напряжение. Например, цифровой сумматор параллельного действия, построенный на комбинационных одноразрядных сумматорах на три входа на логических элементахИЛИНЕ и имеющий 1О разрядов, содержит в своем составе 80 логических элементов этого типа. Данная система при использовании регистров на 10 разрядов имеет 30 логических элементов в группах элементов И и ИЛИ и 6 элементов для построения счетного триггера. 5 Формула изобретения Цифровая слепящая cиcтe l/ a, содержащая два регистра чисел, преобразовател кода в напряжение и исполнительное устройство, соединенное через аналогоцифровой преобразователь со входом одного из р гистров чисел, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения системы, в нее введены две группы элементов И, группа элементов ИЛИ, счетный триггер и разделительный элемент, например конденсатор, причём выходы первого и второго регистров чисел подключены к первым входам элементов И соответственно первой и второй групп, вторые входы которых соединены соответственно с единичным и нулеы.м вы)66 .ходами счетного триггера, а выходы подключены ко входам труппы элементов ИЛИ, выходы которой соединены со входами преобразователя кода в напряжение, выход которого через разделительный элемент подключен ко входу исполнительного устройства. Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе 1.Муттер В. М. Аналого-цифровые следящие системы . Л., Энерги т, 1974, с. 312. 2.Новоселов А. И; Автоматическое управление , Л., Энергия, 1973, с. .26О. 3. БабикоБ М. А. и др. Элементы и устройства автоматики , М., Высшая школа, 1975, с. 445.