Устройство для регулированиячАСТОТы Советский патент 1981 года по МПК G05B19/423 

1

Изобретение относится к автсялатике, а именно к элементам следящих систем управления механическим движением и предназначено для управления позиционированием посредством дискретного электропривода, в котором перемещение осуществляется соответственно дискретному заданию информации в виде серии электрических управляюцих импульсов, причем каждому из зтих импульсов соответствует изменение позиционной координаты привода на одно единичное перемещение (шаг).

Для обеспечения точности позиционирования таких дискретных электроприводов регулировать частоту импульров управления при разгоне и торможении следует в строгом соответствии с изменением координаты привода, например с постоянным ускорением и замедлением.

Известно устройство регулирования частоты для управления позиционным дискретным электроприводом, содержеидие опорный и задающий генераторы, счетчик числа импульсов, двухступенчатый управляемый делитель частоты, коммутатор и умножитель частоты. В этом устройстве регулирование частоты импульсов осуществляется умножителем частоты задающего генератора.. Реализация извест-ных методов и средств, умножения частоты с переменным коэффициентом умножения осуществляется на основе замкнутой системы с регулируемым генератором, цепочкой делителей с изменяемым коэффициентом деления,

фазовым дискриминатором, сравнивающим фазы сигнсшов делителя и задающего генератора и преобразователем выходного сигнс1ла дискриминатора в сигнал регулирования генератора 1 .

Недостатком такого устройства является запаздывание процесса регулирования частоты, что объясняется конечным временем установления режимов в замкнутой астатической системе и

инерционностью ее звеньев. Это снижает точность управления позиционным дискретным электроприводом.

Кроме того, такое выполнение устройства регулирования частоты

сложно относительно квыполняемой им задаче.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее задатчик

ускорения, коммутатор, выход которого соединен с входами первого счетчика импульсов, вентиль, первый вход которого подключен к выходу опорного генератора импульсов, а выход к входу первого делителя импульсов. В этом устройстве импульсы текунего времени су1 шруются счетчиком, а его показания, изменяющиеся линейно, суммируются интегратором и подаются на один вход компаратора,действу я в отрицательном направлении, что обуславливает, при изменении состояния компаратора появление на его выходе импульса управления, поступаихцего на блок управления приводом Одновременно импульс управления обус лавливает поступление на интегратор подсоединенный к второму входу компаратора, числа от задатчика, которое вновь изменя,ет состояние компаратора на обратное и т.д. Таким образом, частота импульсов управления в среднем отслеживает сумму импульсов текущего зрем&ан, которая изменяется линейно. Делитель может применяться для уменьшеиня относительной неравног юрностн изшюиёния частоты импульсов управления С21. Недостаток данного устройства i заключается в пониженной точности, что обусловлено особенностями процесса сукоу(ировання и инт егрирования чисел в цифровых системах, кото1Х11й в силу необходимости поразрядного переноса является многотактным. Поэтому процесс интегрирования може осуществляться сравнительно медленно, что ограничивает число разрядов чисел и, следовательно, точность ус ройства. Кроме того, по числу приме няемых элеквентов,. это устройство сложно относительно к выполняемой им частной задаче. Цель изобретения - повышение точ ности и упроцение устройства . Эта цель достигается тем, что в известное устройство для регулиро ния частоты введены второй и третий делители импульсов и второй счетчик импульсов, первый вход которого сое динен с выходом первого счетчика импульсов, второй вход - с первым в дом третьего делителя импульсов и через второй делитель импульсов с третьим входом второхчэ счетчика импульсов и выходе опорного генератора импульсов, а выход - с вторы входом вентиля, второй вход и выход третьего делителя импульсов соедине ffij соответственно с выходом задатчи ка ускорения и входом коммутатора. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для регулирова ния частоты;на фиг. 2 - диаграммы его работы. Устройство содержит опорный гене ратор 1 импульсов, задатчик 2 ускорения, коммутатор 3, генератор 4 импульсов, регулируемой частоты, оторый состоит из первого делителя импульсов, вентиля 6, второй 7 и ретий 8 делители частоты, первый 9 второй 10 счетчики импульсов, пачи 11 импульсов, изменение числа 12. мпульсов в первом делителе импульов , управляющие импульсы 13, число 4 икшульсов первого счетчика имульсов и число 15 импульсов второго четчика импульсов. Работа устройства происходит следующим образом. Импульсы от опорного генератора 1 импульсов поступают, на первый делитель 5-импульсов с большим коэффициентом деления через вешгиль 6, который пропускает зти импульсы пачками 11. Длительность пачек 11 импульсов определяет интенсивность изменения числа 12 импульсов в пёрвом делителе 5 импульсов, которое в паузе между пачками 11 импульсов не нарастает. При заполнении первого делителя 5 импульсов он сбрасывается и вырабатывает очередной управляющий импульс 13. Частота и длительность пачек 11 импульсов определяется выходным сигналом второго счетчика 10 импульсов, который с частотой второго делителя 7 импульсов устанавливается в положение, соответствующее числу 14 импульсов первого счетчика 9 импульсов, а затем число 15 импульсов второго счетчика 10 импульсов уменьшается до нуля импульса1«ш опорного генератора 1. частота пачек 11 импульсов постоянна (определяется вторым делителем 7 импульсов), а число импульсов в пачке 11 оказывается равным числу 14 импульсов первого счетчика 9 импульсов. Таким образом, частота управляющих импульсов 13 на выходе первого делителя 5. импульсов строго пропорциональна числу 14 импульсов первого счетчика 9 импульсов. в свою очередь число 14 импульсов первого счетчика 9 импульсов в зависимости от положения коммутатора 3 увеличивается со скоростью, определяемой частотой импульсов на выходе перестраиваемого третьего делителя 8 импульсов, или уменьшается, или не изменяется, что соответствует режиму работы с постоянной частотой управляющих импульсов 13. Скорость изменения числа 14 импульсов первого счетчика 9 импульсов, т.е. величина ускорения и замедления привода, может устанавливаться различной путем перестройки третьего 8 делителя. Несколько действие счетчиков не является многотактным, то процесс счета в данном устройстве .происходит в 20-30 раз быстрее, чем в известном устройстве, что позволяет в той же мере повысить его точность. Ввиду применения малого числа микросхем

данное устройство значительно упрощается в сравнении с известным.

Формула изобретения

Устройство для регулирования частоты, содержащее задатчик ускорения, коммутатор, выход которого соединен с входами первого счетчика.импуль|сов, вентиль, первый вход которого подключен к выходу опорного генератора импульсов, а выход - к.входу первого делителя .импульсов, о т.л ичающееся тем, что, с целью |повышения точности-и упрощения устройства оно содержит второй и третий делители импульсов и второй счётчик импульсов., первый вход которого соединен с выходом первого счетшка импульсов, второй вход - с первым входом третьего делителя импульсов и через второй делитель импульсов - с третьим входом второго счетчика импульсов и выходом опорного генератора импульсов, а выход - с вторым входом вентиля второй вход и выход третьего делителя импульсов соединены соответственно с выходом задатчика ускорения и входом коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

484501, кл. G 05 В 19/18,18.06.73.

5

2.Cutler Н. Linear Velocity Ranep Speed Stepper and .Servo Positioning. - Conerol Engineering, 1&77, № 5, p. 47-49 (прототип).

/2.

и

«ч