Цифро-аналоговая следящая система Советский патент 1980 года по МПК G05B11/26 

Изобретение относится к автоматическому управлению производственными процессами и может быть применено при создании цифровых систем програм много управления различного назначения. Известны цифровые следящие систе ы,содержащие сумматор, на первые входы которого поступает входной код а выходы, через преобразователь коднапряжения, усилитель, исполнительный двигатель, преобразователь положениекод, соединены со вторыми входами l и 2. Недостатки этих систем - сложность и, как следствие, невысокая надежность, Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровая следящая система, содержащая пос ледовательно соединенные усилитель и исполнительньлй двигатель,вал которого механически связан с фазовращателем, вход которого через фильтр и делитель частоты подключен к выходу ге нератора импульсов.В этой системе сравнение входной и выходной величин происходит в цифровой форме, что тре бует применения цифрового сумматора и преобразователей код-напряжение и фаза-код З. Недостатки известной системы сложность, трудоемкость в изготов.г1ении, невысокая надежность. Цель изобретения - упрощение системы и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в систему введены фазовый дискриминатор, формирователь импульсов, триггер, элемент И, счетчик-импульсов , блок сравнения кодов и второй делитель частоты, выход которого подключен к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого соединен со вторым входом первого делителя частоты, выход фазовращателя через формирователь импульсов подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения кодов и входом второго делителя частоты, а первый и второй выходы подключены соответственно к первым входам счетчика имйульсов и элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов, а второй вход - с вторым выходом гене ратора импульсов, первые входы блока сравнения кодов подключены к соответствующим входам системл, а вторые входы - к соответствующим выходам счетчика импульсов,

На фиг. 1 приведена блок-схема ци(йэоаналоговой следящей системы; на фиг. 2 - временные диаграмма работы системы.

Система содержит фазовращатель 1, исполнительный двигатель 2, усилитель 3, фазовый дискриминатор 4, ильтр 5, первый делитель б частоты, генератор 7 импульсов, блок 8 сравнения кодов, счетчик 9, триггер 10, второй делитель.11 частоты, формирователь 12 импульсов и элемент И 13. Система работает следующим образо

При прохожении выходного напряжения фазовращателя 1 через нуль формирователь 12 выдает короткий импульс, который перебрасывает триггер 10 в соответствующее состояние. При этом передним фронтом импульса с одного плеча триггера счетчик 9 устанавливается в исходное состояние, а напряжение с другого плеча открывает элемент и 13 и через него от генератора 7 в счетчике 9 начинают поступать импульсы. Когда код в счетчике станет равен заданному коду, блок 8 сравнения кодов выдаст сигнал равенства, который устанавливает триггер 10 в исходное состояние и фиксируется делителем 11. При накоплении заданого числа импульсов делитель 11 переключается, имитируя изменяющееся по фазе напряжение. Время задержки переключения делителя соответствует времени записи в счетчике 9 данного кода, а частота формируе иых им импульсов завис.ит от коэффициента деления делителя. Соответственно и частота опорного напряжения, формируемого делителем б, равна частоте напряжения, формируемого делителем 11, и меньше частоты напряжения, поступающего с делителя 6 на фильтр 5 в соответствующее число раз, что обеспечивает расширение рабочего диапазона системы в соответствующее число раз. Фазовый дискриминатор 4 преобразует сдвиг по фазе входных напряжени в соответствующее напряжение, которо усиливается усилителем 3 и отрабатывается двигателем 2.

Номера эпюр соответствуют номерам элементов схемы, а показанные на них сигналы - устойчивому состоянию следящей система. Точность отработки системой заданного положения соотйетствует единице заданного кода, На фиг. 2 показан случай, когда частота генератора в четыре раза больше частоты питания фазовращателя, коэффициент деления делителя 11 равен

двум, максимальное значение заданного кода равно восьми, а значение заданного кода - пяти.

Замена сумматора и преобразователя фаза-код и код-напряжение простым цифЕйЭвым сдвигающим блоком, который не более сложен, чем преобразователь фаза-код, позволяет значительно повысить надежность следящей система, упростить ее настройку и обслуживание и получить существенной технический эффект.

Упрощение следящей системы обеспечивает снижение ее стоимости и трудоемкости изготовления и создает значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Цифроаналоговая следящая система, содержащая последовательно соединенные усилитель и исполнительный двигатель, вал которого механически связан с фазовращателем, вход которого через фильтр и первый делитель частоты подключен к первому выходу генератора импульсов, отличающаяс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности система, в нее введены фазовый дискриминатор, формирователь импульсов, триггер, элемент И, счетчик импульсов, блок сравнения кодов и второй делитель частоты, вы-, ход которого подключен к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого соединен со вторым входом первого делителя частоты, выход фазовращателя через формирователь импульсов подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения кодов и входом второго делителя частоты, а первый и второй выходы - соответственно с первым входом счетчика импульсов и первым входом элемента И, выход которого соединен со вторым входом счетчика импульсов, а второй вход - со вторым выходе генератора импульсов, первые входы блока сравнения кодов -подключены к соответствующим входам система, а вторые входы к выходам соответствующих разрядов счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 599Z22, кл. G 05 В 11/26, 1975.

2,Авторское свидетельство СССР 477648, кл. G 05 В 11/26, 1973.

3,Ахметжанов А, А. Высокочастотные систеглл передачи угла автоматических устройств, М,, Энергия, 1975, с. 207 (прототип) ,

J