Устройство для программного управления Советский патент 1980 года по МПК G05B19/18 

Г

Изобретение относится к автоматике, может быть использовано ,в системах для управления механизмом подачи металлорежущего станка.

Известно устройство для позиционного программного управления, содержащее регистр заданной координа:ты, блок сравнения координат, задатчик импульсов, счетчик текущей координаты, блок управления приводом, умноядатель импульсов, реверсивный счетчик и коммутатор Ш .

Недостатком этого устройства является сложность в управлении скоростью позиционирования и необходимость В шаговом двигателе.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для программного упра ления, содержащее фазорасщепитель, последовательно соединенные генератор импульсов и первый счетчик, другой ВХОД которого подключон к выходам первого регистра через блок сравнения, подсоединенный выходом через фазовый детектор к модулятору, последовательно соединенные фазовращатель и формирователь импульсов, ВЫХОД которого подключен к другому ВХОДУ фазового детектора, и последовательно соединенные усилитель и двигатель. 2 .

Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что В устройство введены делитель частоты, фильтры низких час10тот, последовательно соединенные второй счетчик, первый дешифратор, триггер, второй регистр, первый элемент И и элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй дешифра15тор, третий регистр и инвертор, а также второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом третьего регистра, второй вход - с выходом модулятора, а выход через

20 элемент ИЛИ . усилителя, ВЫХОДЫ второго счетчика соединены с другими входами блока сравнения, а ВХОД - с ВЫХОДОМ генератора импульсов, подключенного через пос25ледовательно соединенные делитель частоты, фазорасщенитель и фильтры низких частот - к- фазовращателю, ВЫХОД формирователя импульсов соецинен с другими входами второго

30

и третьего регистров, а выход блока сравнения - с другим входом тригера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для программного управления.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, фаэорасщепитель 3, фильтры 4-6 низких частот, фазовращатель 7, формирователь 8 импульсов, второй счетчик 9, блок 10 сравнения, первый регистр 11, второй счетчик 12, второй дешифратор13, третий регистр 14, первый дешифратор 15, триггер 16, фазовый детектЬр 17 модулятор 18, второй элемент И 19, инвертор 20,второй регистр 21, первый элемент И 22,элемент ИЛИ 23, усилитель 24 и двигатель 25.

Устройство работает следующим образом . .

Высокочастотные колебания генератора 1 импульсов поступают на счетный вход счетчика 9 и делитель 2 частоты, Фазорасщепитель 3 формирует из пряг-гоугольных колебаний на выходе делителя 2 частоты, прямоугольные импульсы, сдвинутые между собой по фазе на 120°.

Фильтры 4-6 выделяют из последовательностей прямоугольных импульсов напряжения основной гармоники, которые используются для питания статоркых обмоток фазовращателя 7,

Напряженке с ротора фазовращателя 7 поступает в формиро™ ватель 8 .иг-етз льсов, где напряжение сияуссжли ограничивается, дифференцируется и формируетея,в результате чего получается фа . эовый импульс. Ротор фазовращателя 7 внставляется так,чтобы э нулевом положении оси иг шульс формировался в , когда счетчик 9 находится в нулевом положении, для чего S схеме формирователя 8 .импульсов предусмотрена подстройка фазы, Таким образом , к моменту вознякиовенияфазового, ш тульса. на счетчике 9 накапливается нек6то1рое дноичнсрв ЧИСЛО, соответствующее углу поворота ротора фазовращателя 7. Фазовый.импульс подается на один из йкух входов фазового йетектора 17 к тактирующие входы регистров 14, 21 памяти. На второй вход фазового детектора 17 г сбрасывающий вход счетчика 12 и вход Установка триггера 16, ггодается импуль от блока 10 сравнения. Задачей блока 10 является поразрядное сравнени двоичного кода, содержащегося в регистре 11, с HenpejssSHo нарастающим двоичным кодом счетчика9, В момент равенства кодов блок 10 выдает импульс сравнения. Триггер 16 под действием сигналов с дешифратор 15 и блока 10 сравнения формирует

сигнал, определяющий направление движения исполнительного двигателя. Дешифратор 15, подключенный к вйходам счетчика 9, выдает опорный импульс, соответствующий нулевому по- ложению счетчика . Опорный импульс устанавливает триггер 16 в положение , а импульс сравнения - в положение О. Уровень логической Ч соответствует направлению движения к заданной координате, а уровень логического О - реверсу.

Дешифратор 13, подключенный к выходам счетчика 12, формирует импульс, ширина которого определяет зону плавного регулирования относительно заданной координаты.

Рассмотрим работу системы при трех разных фиксированых положениях фазового импульса.

1)Положение фазового импульса 0 не достигло заданной зоны.

При этом под действием фазового импульса регистр 21 фиксирует значение логической с выхода триггера 16, а регистр 14 - значение

5 логического О, которое закрывает элемент И 19 и через инвертор 20 открьшает элемент И 22.Уровень логической с выхода регистра 21 через элементы И 22, ИЛИ 23 и усиQ литель 24 подается в двигатель 25, который быстро вращает ротор фазовращателя 7 до тех пор, пока импуль сы сравнения и фазовый не совпадут.

2)Положение фазового импульса с достигло заданной координаты.

При этом под действием фазового импульса регистр 14 фцксирует значение логической 1г которое открывает элемент И 19 и через инвертор 20 закрывает элемент И 22.

0 Фазовый детектор 17 вырабатывает аналоговое напряжение, амплитуда . которого пропорциональн-а расстоянию между фазовым импульсом сравнения, а полярность либо положительная (если

5 фазовый импульс следует до импульса сравнения), либо отрицательная (если фазовый импульс следует после импульса сравнения). В модуляторе 18 аналоговое напряжение формируется в последовательность широтНС -модулированных импульсов, длительность которых пропорциональна расстоянию меаду фазовым импульсом и импульсом сравнения. При совпадении этих импульсов сигнал на выходе модулятора 18 представляет собой пооледЬвательность импульсов со скважностью, равной двум (сигнал типа меанда). Модулированные по длительности импульсы через отО крытый элемент И 19 и элемент ИЛИ

23 поступают в-усилитель-24, который сдвигает уровень логического О до уровня отрицательной полярности, а уровень логической 1 - до уровня положительной полярности. В рас