Цифровой привод Советский патент 1983 года по МПК G05B11/16 

(54) ЦИФРОВОЙ ПРИВОД

Изобретение относится к следящим системам автоматического управления, содержащим в контуре управления источник цифрового сигнала, например цифровую вычислительную машину (ЦВМ), и может быть использовано как в системах управления общего назначения, так и в системах управления подвижными объектами.

Известен цифровой привод, содержащий усилитель,соединенные с ним две пары релейных элементов, подключенных к исполнительному механизму, и интегрирующий элемент, выход которого через ус;тройство обратной связи и резисторы подключен к входу усилителя, переключатель, подключенный к входному каналу привода, и коммутирующие элементы, а первая пара релейглх элементов содержит дополнительные обмотки, соединенные через встречно включенные диоды с выходом переключателя и через резисторы с входами усилителя, причем резисторы в прямой и обратной цепях усилителя параллельно подключены . к коммутирующим элементам, управляюklHe входы которых соединены с входными каналами привода Cl

Известен также цифровой привод, .содержащий последовательно включенные

входной преобразователь, шаговый двигатель, кинематический преобразова тель, выход которого подключен к последовательно соединенным: и охваченным механической обратной связью блоку памяти и гидроусилителю, канал от рицательной обратной связи, подклю-f ченный к выходу кинематического преобразователя, и входные каналы, цифро - анешоговый преобразователь, выполненный по мостовой схеме, в соседних плечах которой расположены секции онные резисто1Ж1. а во входных каналах привода - реле, размыкающие контакты которых параллельно подключены к соответствугацим секционным резисторам мостовой схемы, одна из диагонашей которой соединена с входным, преобразователем, а канал отрицательной об20ратной свя-зи соединен с подвижным контактом потенциометра, расположенного в другой диагонали мостовой схемы, соединенйой с источником пита-- . .НИН 2} .

Недостатками известных приводов является большое число комт тирующих контактов и сложность конструкции и, как следствие этого, низкая надежносргь.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является циф-ровой привод, содержапшй источник цифро.вого сигнала, выходы которого подк.чючекы к релейгюму блоку и один выход - к входу блока знака, две груп пы последователт но соединенных резисторов, параллельно каждом;/ резистору первой группы подключены нормально замкнутые контакты релейного блока, параллельно каждому резистору второй руппы подключены нормально разомкнутые контакты релейного блока, диоды, два усилителя, выходы которых подключены к входам исполнительного механизма , механически связанного с движ ком потенциометра обратной связи, подключенными к источнику питания при вода, и добавочный резистор, первая группа резисторов одним концом подклю чена к первому выходу блока знака и к общей точке двух встречно включенных диодов, один из которых пoдкJil чe к первому входу первого усилителя, второй - к первому входу второго уси лителя, а вторым концом первая групп резисторов подключена к первому вывод второй .группы резисторов, : средргей точке потенциометра обратной связи и к вторым входам усилителя, второй вы вод второй группы резисторов подключен через добавочньа1й резистор к втор му .1у блока знака, движок потенцис метра обратной связи подключен к общей двух других встречно BiCJti ченных диодов, перврл1й из которых под ключен к третьему входу первого усилителя, а второй третьему вхэду вторОГо уси.1иг;;еля j . Нед г. с: т аг кo и з в е от н о го при в од а является низкая надежн.ость из-за бол ijjoro числа резисторов и переклю -гающими контактами . Цель изобретения - повып;еиие надежности привс,да за счет упрощения его конструкции. Г1оставле -;ная цель достигается тем что в цифровом приводе, содержащем источник цифрового , знакового разряда которого сое;динеи с входом реле знака, имеющего две па ры замыкающих контактов и две пары размыкающих К1энтактов, а выходы цифрО зых разрядов - с соответствующими входами блока, каждый размтлкающий когггакт которого подключен параллельно соответствующему резисто ру из гругп:ы N последовательно соединенных резисторов, первый вывод ко торой сОединен с выводом доба вочного резистора, с первыми входами первого и второго усилителей и со средней точкой первого переменного резистора, а второй вывод соединен с вторыми первого и второго усилителей через соответственно первый и второй диоды с положительным выходом источника постоянного напряжения через первые размыкающие контакты pejie знака, а с отрицательным выходом источника постоянного напряжения - через первые замыкающие контакты реле знака, первый F второй выВоды первого переменного резистора соединены соответственно с положительным и отрицательным выходами источника постоянного напряжения, подвижный вывод первого переменного резистора механически связан с выходом исполнительного механизма, а электрически через соответственно третий и четвертый диоды соединен с третьиг-ш входами первого и второго усилителей, подключенных выходами к соответствую-. щим входам исп днительного механизма, дополнительно установлен второй переменный резистор с изолирующим слоем посередине, первый и второй выводы которого соединены между собой и с вторым выводом добавочного резистора, подвижный вывод которого механически связан с выходом исполнительного механизма и электрически соединен с отрицательным выходом ситочника постоянного на1ряжения через вторые размыкающие контакты реле знака и с положительным выходом источника постоянного напряжения - через вторые замыкающие контакты реле знггка. Па чертеже представлены принципиальная электрическая схема привода. Цифровой привод содержит блок знаica 1, релейный блок 2, группу резисторов 3, первый и второй усилители 4 и 5, исполнител,л1ый механизм 6, блок 7обратной связи, источник цифровс:го сигнала 8, добавочный резистор Э, реле знака 10, источник постоянп- . наг ряжения 11, первый и второй пе:,-.менные резисторы 12 и 13, первг-й, второй, третий и четвертый диог.ь: 1417, резист оры 18 - 20, раз :Фл к аилди t контакты 21-23 релейного блока, vi-ле 24 - 26 релейного блока, контакты 27 - 30 реле знака (контакты 27 и 29 - разм1-зП ающие, 28 и 30 - загиькающие), изолирующий слой 31. Отношение величин сопротивлений в группе резисторов 3 равны 1:2:4: 8и т.д. Число резистороь равно числу модульных разрядов источника цифрового сигнала 8, а величина суммарного сопротивления группы резисторов 3 при контактах 21 - 23, реле 24 - 26 и величины сопротивлений каждой из двух половин переменного резистора 13 блока 7 и добавочного резистора 9, равны половине величины сопротивления переменного резистора 12 известного привода, В качестве источника цифрового сигнала может быть использована управляющая цифровая машина (ЦВМ). Привод работает следующим образом. В исходном состоянии резисторы 1820 группы резисторов 3 эашунтированы, размыкающими контактами 1-23 релейного блока 2f а движок переменного резистора 13 находится против изолирующего слоя 31, имея электрический контакт с внутре ними выводами обеих половин перемен ного резистора 13. Блок знака 1 подключает источник постоянного напряжения 11 к ггуппе резисторов 3 с разной полярностью в зависимости от направления обработки выходного сигнала привода. Если напряжение на группе резисторов 3 равно нулю, сигнал на первы входах усилителей 4 и 5 также равен нулю. В этом случае все напряжение источника постоянного нрпряжения 11 прикладывается к резистору 9 и парал лельно соединенным половинам перемен ного резистора 13 блока 7. При формировании на выходе источника цифрового сигнала 8 сигнала, например +1, срабатывает реле 24 : блока 2, которое размыкает свои размыкающие контакты 21 параллельные ре зистору 18 группы резисторов 3. В этом случае сигнал, равный падению напряжения на резисторе 18, подается через диод 14 на второй вход усилите ля 4 . Т1ривод отрабатывает этот сигнал так, чтобы сигнал с переменного резистора 12 блока 7 через диод 15 скомпенсировал сигнал с выхода источ ника цифрового сигнала В. При отработке указанного сигнгша вал исполнительного механизма 6 перемещает движки переменных резисторов 12 и 13 на одну и ту же величину. Перемещение вала исполнительного механизма б будет соответствовать +1 цифрового сигнала управления, причем суммарная величина сопротивлений резисторов 18 и одной из половин переменного резистора 13 блока 7 после отработки указанного сигнала будет равна величине сопротивления перемен ного резистора 12 блока 7. При подаче цифрового сигнала равного, например +2, включается реле 2 а реЛе 24 выключается. В группе резисторов 3 будет расшунтирован резистор 19 с сопротивлением в два раза большим, чем резистор 18. Сигнал на втором входе усилителя 4 увеличивает ся в два раза. Вал исполнительного механизма 6 переместится на расстояние в два раза большее, чем при отра ботке сигнала +1, а суммарная величи на сопротивлений резисторов 19 и 9 и одной из половин переменного резистора 13 блока 7 после отработки сигнала +2 опять станет равной величине сопротивления переменного резистора 12. При смене полярности выходног сигнала источника цифрового сигнала блок знака 1 осуществит переключение своих контактов. 27 - 30. В этом случае исполнительный механизм 6.отрабатывает цифровой сигнал в противопо ложную указанной выше сторону до тех пор, пока сигнал, поступающий на тре тий вход усилителя 5 с переменного резистора 12 блока 7 через диод 17, не скомпенсирует сигнал, поступающий на второй вход усилителя 5, а с ммарная величина расшунтированных сопротивлений группы резисторов 3, резистора 9 и одной из половин переменного резистора 13 блока 7 не станет равной величине сопротивления ;переменного , резистора 12. При отключении цифрового сигнала выключаются все реле блока 2, шунтируются все резисторы группы 3, а на вход усилителя 4 через диод 15 или усилителя 5 через диод17 подается сигнал только с переменного резистора 12. Исполнительный механизм 6 возвращается в нейтральное положение. Техническая эффективность предлагаемого технического решения заключается в том, что уменьшается число реле релейного блока и исключается одна групп.а резисторов в цепи управления,чем достигается упрощение устройства и повышение его надежности примерно в три с половиной раза. Формула изобретения Цифровой привод, содержащий источ.ник цифрового сигнала,выход знакового разряда которого соединен с входом реле знака, имеющего две пары замыкающих и две пары размыкающих контактов, а . выходы цифровых разрядов - с соответствующими, входами релейного блока,каждый размыкающий контакт которого подключен параллельно соответствующе резистору из группь. последовательно соединенных резисторов,первый вывод которой соединен с первым выводом добавочного резистора, с первыми входами первого и второго усилителей и со средней точкой первого переменного резистора, а второй вывод соединен с вторыми входами первого и второго усилителей через соответственно первый и второй диоды с положительным выходом источника по-стоянного напряжения через первые размыкающие контакты реле знака, а с отрицательным выходом источника по- стоянного напряжения - через первые заг «з1кающие контакты реле знака, первый и второй выводы первого переменного резистора соединены соответственно с положительным и отрицательным выходами источника постоянного напряжения, подвижный вывод первого переменного резистора механически связан с выходам исполнительного механизма, а электрически через соответственно третий и четвертый диоды соединен с третьими входами первого и второго усилителей., подключенных-выходами к сответствующим входам исполнительного механизма, отличающийся тем, что,.с целью повышения надежности привода, в нем дополнительно установлен второй переменный реэис- , тор с 3олирующим слоем посередине, первый и второй выводы которого соединены между собо.й и с вторым выводом

добавочного резистора, подвижный вывод которого механически связан с выходом исполнительного механизма и электрически соединен с отрицательным выходом источника постоянного напряжения через вторые разьыкаюьдае контакты реле знака и с положительным

выходом источника постоянного напряжения - через вторые Зс1мыкающие контакты реле знака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР 681413, кл. Ц 05 В 11/26, 1975 (прототип).