Устройство для управления фазой периодического процесса Советский патент 1982 года по МПК G05B11/14 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах для управления фазой периодического процесса, например электро искрового зажигания или впрыска топлива двигателей внутреннего сгорания две. Известно устройство для управления фазой электроискрового зажигания две, содержащее датчики режима работы двигателя и микропроцессор, имеющий доступ к. запоминающему устройству, в котором хранится карта углов (фаз) опережения или запаздывания зажигания 1. Однако это устройство ненадежно и дорого. . Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для управления фазой периоди процесса, содержащее счетчик импульсов, датчик положения, датчик угла,- фор1 ирователь адреса, выходы которого соединены с соответствующи ми первыми входами запоминающего блока, первый вход соединен с выходом датчика угла, второй вход - с выходом датчика положения 2. Недостатком известного устройстаа являегся его ненадежность вследствие громоздкости запоминающего блока, обусловленной большой разрядностью запоминающего блока. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Цель достигается тем, что в устройстве выход датчика угла соединен со вторым входс л запоминающего блока, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика положения. Причем в устройство -дополнительно введен вентиль, первый вход которого соединен с выходом датчика импу.ггьсов, второй вход - с вторым выходом формирователя адреса, выход вентиля является выходом устройства. Кроме того, в него дополнительно введены датчик параметров и преобразовате.пь аналог - код, первый вход которого соединен с выходом датчика параметров, второй вход - с вторыг .выходом формирователя адреса, а выходы - с соответствующими третьими входами запоминающего блока. На чертеже изображена структурная схема устройства. Схема содержит формирователь 1 адреса, запоминающий блок 2, счетчи J импульсов, датчик 4 угла, датчик Г: положения, вентиль 6, датчик 7 параметров, преобразователь S анало код, Устройство работает следующим образом. Формирователь адреса 1, начиная с заданного положения Vp объекта (по сигналу на выходе датчика положения), формирует на своих выходах а ,,ац последовательность адресных кодов, соответствующих номерам угловых импульсов, сформированных датчи сом угла в течение постоян ного заданного времени f . По истечении постоянного заданного времени после образования сигнала формирователь 1 адреса устанавливает на выходах а,...,а| нули, т.е. формирует нулевой адрес. Каждый угловой импульс, поступая на вход разрешени выборки запоминающего блока, скгуществляет выборку кода | г ,,. .. ,г,{, хранящегося в запоминающем блоке по адресу а , ,. , а, J. Запоминающий блок 2 запрограммирован тАким образом, что в ячейке с нулевым адресом о,...,о записан код, соответствую щий , а в ячейках с ненулевым адресами записаны коды ( + 1), где i - номер углового импульса, сформированного в течение постоянно го заданного времени, - код приращения фазы формирования импульса управления при переходе с (i-l)-ro режима скорости движения объекта на i-й режим, т.е. в ячейках с ненулевыми адресами запоминающего бло ка 2 записаны коды приращения фазы формирования импульса управления периодическим . процессом в соответствии с заданным законом (характеристикой) управления плюс единица. Сигналы выборки с выходов г , . .. г, запоминающего блока 2 поступают на счетные входы счетчика 3 импульсов, который сигналом по входу установки установлен в исходное состояние RJJ. Счетчик 3 импульсов суммирует коды RP , ( + 1) и . +1 . Момент накопления счетчиком 3 импульсов некоторого заданного кода (например момент переполнения) соответствует моменту формирования на выходе уйтройства сигнала управления, фаза формирования которого зависит от скорости периодического движения объекта (а в общем случае и от других параметров, Qi, t °, характеризующих объект и поступающих с датчика 7 параметров) через преобразователь 8 аналог-код. По окончании постоянного заданного времени после формирования сигнала заданного положения fo объе |та счетчик импульсов 3 накопит код R R., + ,2 (R. + 1) , (1) где N - число угловых импульсов, сформированных в течение постоянного заданного времени после формирования сигнала V . Если обозначить максимальную емкость счетчика 3 импульсов за Е (Е 2°, G - разрядность счетчика импульсов 3), то условие переполнения счетчика импульсов 3 запишется как R -«- S Е, где S - число угловых импульсов, сформированных после окончания постоянного заданного времени до переполнения счетчика 3 импульсов (после окончания постоянного заданного времени каждый угловой импульс осуществляет выборку из запоминающего блока кода , хранящегося по нулевому адресу). . E-RO -ZR1- ч Обозначив С N + S - число угловых импульсов, сформированных, начиная с фазы if, , до переполнения счетчика 3 импульсов Е Е - R о - емкость счетчика импульсов, запишем (5) как I - Из (6) видно, что число с угловых импульсов, поступающих от заданной фазы Vo ДО формирования импульса управления (соответствующей фазе переполнения счетчика импульсов), зависит от скорости движения объекта и от других параметров, характеризующих объект (например- положения дроссельной заслонки oi. г температуры t. и т .п. две) по записанной в запоминающем блоке программе. Если обозначить - фазу формирования импульса управления., выраженную в угловых единицах (угол управления, например, зажиганием две) , при скорости ve; движения объекта-, а М - азу (угол)- формирования импульса управления при скорости U-.f то дЧ-У -Ч,-.,, (7) л%- , f.--y,i4 ... дГ- , где Х - угловое расстояние между следующими друг за другом угловыми импульсами. Пусть максимальная разница в фазах (углах) управления, соответствующих скоростям (fiJ и движения объекта, тогда по аналогии с (7 ) ..nvnax AH -, -vnax Л - f -1 где R;j - код, соответствующий дЧ Разрядность ш кода ( + 1) , хранящегося в запоминающем блоке 2, определяется, учитывая (8), из уело Максимально возможное изменение фазы управления, например зажи ганием две, при переходе с режима . на режим много меньше измене J нения (4vnan mm) Фазы, управления на всем диапазон,е режимов от U 0 t то есть . (10 Учитывая соотношения (9), (10), имеем m п ..(11 где п - разрядность полного кода R фазы P , которая определяется из соотношения ц,П1С«Х ..Vn-IVl iHvt -М 1 - Л (1 Для реализации характеристик управления с восходящими и НИ.СХОДЯЩИми участками необходимо.кодировать как положительные, так и отрицатель ные приращения фазы управления. Используя известные методы кодирования отрицательных чисел (обратные или дополнительные коды), получаем что при накапливании кодов ,..., г переполнение счетчика 3 импульсов может произойти в течение заданного времени t Чтобы исключить формирование импульса управления в течение времени ТГ , выход счетчика 3 импульсов соединен с выходом устройства через вентиль 6, который запрещает на время t прохождение на выход устройства импульса переполнения с выхода счетчика 3 импуль са , поступающего на второй вход вентиля 6. После окончания времени f на первом входе вентиля б появляется разрешающая и импульс переполнения счетчика 3 импульса может пройти на выход устройства. Таким образом, устройство осуществляет автоматическое регулирова ние фазы периодического процесса в зависимости от скорости и других параметров, характеризующих объект, например две, а пределах TkviaxJпо сколь угодно сложному закону. При этом существенно уменьшается емкость запоминающего блока, что упрощает, снижает стоимость и повышает надежность запоминающего блока и устройства в целом. Формула изобретения 1.Устройство для управления фазой периодического процесса, содержащее счетчик импульсов, датчик положения, датчик угла, формирователь адреса, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами запоминающего блока, первый вход соединен с выходом датчика угла, второй вход - с выходом датчика положения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, выход датчика угла соединен с вторым входом запоминающего блока, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами счетчика импульсов, второй-вход которого соединен с выходом датчика положения. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него дополнительно введён вентиль, первый вход которого соединен с выходом счетчика импульсов,, второй вход с вторым выходом формирователя адреса, выход вентиля- является вйходом устройства. - 3. Устройство по п. 1, о т л ,ичающееся тем,, что в него дополнительно введены датчик параметров и преобразователь аналогкод, первый вход которого соединен с, выходом датчика параметров, второй вход - с ВТОРЬМ выходом фО1 1Ирователя адреса, а выходы - е соответствующими третьими входами запоминающего блока. Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе 1. Электроника, 17, 1976, с.11. 2.Патент ФРГ № 2339755, кл. F 02 Р 3/00, опублик. 1973 (прототип) ..