Устройство для измерения скорости привода Советский патент 1980 года по МПК G01P3/00 

1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах регулирования скорости электроприводов, выполненных на базе цифровых вычислительных машин. 5

Известно устройство для измерения скорости в цифровых электроприводах ij.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее формирователь 10 интервала измерения, первый вход которого соединен с выходом датчика импульсов, второй вход - с выходом генератора эталонной частоты, входом делителя частоты И первым входом 5 блока управления, а выход - со вторым входом блока управления, выход Которого подключен к первому входу ключа, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответствен- 20 но с третьим вхопом блока управления и первым входом частотно-цифрового умножителя, второй вход которого подключен к выходу устройства и через блок запоминания кода - к выходу 25 ключа, со вторым входом которого соединен выход сумматора 2.

Недостатками данного устройства являются недостаточные точность и быстродействие.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены элементы И и ИЛИ, инвертор, триггер, счетчик и блок памяти, первый вход которого соединен с выходом счетчика, второй вход со вторым выходом блока управления, третий вход - со входом устройства, а выход - с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход элемента ИЛИ, выход формирователя интервала измерения соединен с первыми входами первого и второго элементов И и входом счетчика, выход частотно-цифрового умножителя подключен к первому входу третьего элемента И и второму входу первого элемента И, выход которого соединён со вторым входом второго элемента И и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход второго элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И и через инвертор - с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами триггера.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения скорости привода; на фиг. 2 - графики распределения импульсов к команд на выходах элементов устройства.

Устройство содержит датчик 1 импульсов, выход 2 устройства, генератор 3 эталонной частоты, делитель 4 частоты,. частотно-цифровой умножитель 5, блок б управления, формирователь 7 интервала измерения, первый элемент 8 И, элемент 9 ИЛИ, второй элемент 10 И, инвертор 11, третий и четвертый элементы 12 и 13 И, триггер 14, cyiviMaTOp 15, , блок 1 запоминания кода, счетчик 18, блок 1 памяти, вход 20 устройства, логический блок 21 и частота 22 вращения.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 3 эталонной частоты используется в устройстве для задания эталонной частоты на частотно-цифровой умножитель 5 через делитель 4 частоты. При этом частота на выходе делителя 4 частоты в 2п раз меньше частоты генератора 3, импульсы которого используются в устройстве в качестве синхронизирующих. Достаточно частоту генератора 3 уменьшить с помощью делителя частоты 4 в два раза, чтобы обеспечить необходимую работу устройства (фиг.2)-.

С помощью формирователя 7 интервала измерения выполняется фиксация Периода импульсрв датчика 1 импуль сов (в данном случае - один период) и фиксация интервала, отведенного на выполнение операций в устройстве.

С помощью блока 6 управления выдаются команды на ключ 16 и на блок 19 памяти в необходимой очередности в пределах интервала операций.

Поскольку интервал выбран (фиг.2) рапным двум периодам частоты на выходе генератора 3 или одному периоду частоты на выходе делителя 4 частоты возможна за время выполнения операций потеря одного импульса частоты на входе сумматора 15.

Частотно-цифровой умножитель 5 осуществляет умножение частоты с выхода делителя 4-частоты на код с выхода блока 17 запоминания кода по известному принципу, когда код представляется значением коэффициед1та умножения меньше единицы и из последо ательности импульсов с выхода делителя 4 частоты исключаются импульсы, соответственно уровню коэффициента. При относительно большом количестве импульсов за период датчика 1 импульсов умножение осуществляется с высокой точностью.

Первый элемент 8 И выполняет роль ключа, пропускающего импульсы с выхода частотно-цифрового умножителя 5,

при наличии сигнала на выходе формирователя 7 интервала измерения, на

второй (счетный) вход сумматора 15 через элемент .9 ИЛИ„ .

Сумматор 15 обеспечивает следую14ие операции. В момент подачи команды с блока 6 управления выдается код постоянного числа с выхода блока 19 памяти, который складывается в сумматоре 15 с имеющимся к этому моменту в нем кодом, В момент подачи коман,цы с блока 6 управления на вход ключа 16 (вслед за предыдущей командой) производится запись полученного кода из сумматора 15 в блок 17 запоминания кода, где и хранится до нового интервала операций. В момент Ьткрытия первого элемента 8 И сумматор 15 работает по счетному входу от частотно-цифрового умножителя 5

на уменьшение кода имеющейся в нем информации. В результате в установившемся режиме код задания с блока 19 памяти равен коду, вычитаемому по счетному входу, а через ключ 16 на блок 17 запоминания кода передается постоянное число, соответствующее изме эяемой скорости, что и выдается в двоичном коде на выход 2 устройства и на вход частотно-цифрового умножителя -5.

Возможная потеря импульса при этом из-за различных моментов времени появления импульсов по входу датчика 1 импульсов по отношению к импульсам на выходе частотно-цифрового умножителя 5, снижающая точность измерения, в данном устройстве исключается следующим образом. На период запрета работы формирователя 7 интервала измерения и первого элемента 8 И второй элемент 10 И разрешает передачу, импульсов с частотно-цифрового умножителя 5 через третий элемент 12 И на триггер 14.

Таким образом, при наличии импульса от частотно-цифрового умножителя 5 в момент, когда счетный вход сумматора 15 отключен с по1 1ощью первого элемента 8 И, импульс запомнится триггером 14. В начале нового периода подсчета, когда первый элемент 8 И снова пропускает импульсы с выхода частотно-цифрового умнож;:теля 5 на счетный вход сумматора 15, инвертор 11 разрешает через четвертый элемент 13 И подачу импульса от генератора 3 эталонной частоты на вход триггера 14. Происходит считывание импульса, синхронизированное с часто,той от частотно-цифрового умножителя 5 так, чтобы не произошло совпадение импульсов. С выхода триггера 14 через элемент 9 ИЛИ поступает учтенный импульс на вход сумматора 15, Этим достигается эффект получения полной информации о скорости в течение длительного времени, а точность измерения повьлшается. Ошибка здесь вносится лишь на период частоты генератора 3 вследствие синхронизации с помощью формирователя .7 интервала измерения, но эта ошибка не накапливается и в большинстве случаев может не учитываться, Блок 19 памяти предназначен для ввода в сумматор 15 постоянного числ и использует (в качестве адреса) код с выхода счетчика 18. Счетчик 18 подсчитывает количества импульсов, (периодов) датчика 1 импульсов впре делах измеренного заранее периода неравномерности его вращения, напри мер, соответствующего одному обороту вала двигателя (не показан), с которым датчик связан (неравномерн ость типа оборотных пульсаций). При этом счетчик 18, подсчитывая количество импульсов датчика 1, опре деляет код каждого периода в предела оборота. Этот код, поступая по первому (адресному) входу в блок 19 памяти, приводит к выдаче с выхода бло ка 19 на вход сумматора 15 постоянного числа, соответствующего данному периоду. Причем это число может либо храниться в постоянной памяти блока 19 либо записываться в процессе работы в этот блок по входу 20 устройства, например, от вычислительной машины, осуществляющей контроль за процессом В последнем случае возможен автоматический учет медленных измерений неравномерности вращения в процессе эксплуатации. При отсутствии входа 20 устройства такой учет может выполняться периодическими измерениями и измерением информации, хранящейся в постоянной памяти блока 19 . Использование изобретения позвол ет повысить точность и быстродействие двигательного главного привода прокатных станов в черной металлургии . , Формула изобретения Устройство для измерения скорости привода, содержащее формирователь интервала измерения, первый вход которого соединен с выходом датчика импульсов, второй вход - с выходом генератора эталонной частоты, входом делителя частоты и первым входом блока управления, а выход - со вторым входом блока управления, выход которого подключен к первому входу ключа, первый и второй выходы делителя частоты соединены соответственно с третьим входом блока управления и первым входом частотно-цифрового умножителя, второй вход которого подключен к выходу устройства и через блок запоминания кода - к выходу ключа, со вторым входом которого соединен выход сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, устройства, оно содержит элементы И и ИЛИ, инвертор, триггер, счетчик и блок памяти, первый вход которого соединен с выходом счетчика, второй вход - со вторым выходом блока управления, третий вход - со входом устройства, а выход - с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход элемента ИЛИ, выход формирователя интервала измерения соединен с первыми входами первого и второго элементов И и входом счетчика, выход частотно-цифрового умножителя подключен к первому входу третьего элемента И и второму входу первого элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход второго элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И и через инвертор - с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Круг Е.К. и др. Цифровые регуляторы. М.-Л., Энергия, 1960. 2.Экспресс-информация Автоматизированный электропривод , 1971f с. 14-18 (прототип).