Программная АСУ ЭП одной координаты с импульсным дат - чи ком положения (см. рис. 7-13) для случая контурной обработки изделия содержит виутреииий аналоговый контур регулирования скорости с регулятором PC и внешний цифровой контур регули­рования положения (рис. 7-17). Сигнал ошибки по положению после преобразования его преобразователем «код — напряжение» (ПКИ) в аналоговое напряжение мп. к.и воздействует на вход ре­гулятора положення (РП).

Ошибка фиксируется реверсивным счетчиком (РСч) как разность Числа программных импульсов, поступающих от интерполятора, и импульсов отработки с ДОС и СФИО. Интервалы между нмпуль - сами определяются характером задания и отработки его электро­приводом. Поэтому вполне реален случай, когда импульсы задания и отработки совпадают по времени. Для того чтобы исключить возможность неправильной работы РСн в результате одновремен­ного поступления импульсов на оба его входа, предусмотрена схема синхронизации (СС). Она обеспечивает наличие обязатель­ного временного интервала между импульсами, поступающими ка - входы сложения (-{-) н вычитания (—) счетчика. Этот интервал

4

от интерполятора

1 ; ! ІІ ; 1 1 |Е j 1 Ii! 1 ( 1 {	1 t 1	1	і i
1 ' ii J 1 Ч1 ?'! 71 f 1 1
" ! і і П! In п п	« 1 i-
1 ! 'і j 1 1 і її і In - П '	1 J P
і і ~ j I! I! i! Inn Г	h
•X,1 j і it і a j "*~i fr" '2 ' •3 « ]4 1 ! 1* If! 1 t Г

от интерполятора

Ті

72

ТЗ

К РСч

U

Рис. 7-18

составляет не менее половины периода тактовых импульсов, посту­пающих на СС от генератора тактовых импульсов (ГТИ). Такто­вые импульсы поступают на входы блоков снихроннзацин (БСІ —

БС4) в виде двух последовательностей А н Б частоты /т и, сдвину­тых относительно друг друга иа половину периода. Программные импульсы синхронизируются импульсами последовательности А при движении «Вперед» блоком БСІ, а «Назад.» — блоком БС2. Импульсы отработки синхронизируются в БСЗ или БС4 импульсами после­довательности Б.

Схема БС1 (БС2) приведена на рис 7-18, а, а его работа по­ясняется временными диаграммами рис. 7-18, б. Поступивший на схему в произвольный момент времени программный нмпульс будет задержан н появится на выходе одновременно с поступлением ближайшего за ннм импульса последовательности А.

Логическая часть схемы построена на триггерах с раздельными входами (RS-триггеры). При отсутствии входных импульсов ну­левые состояния триггеров 77 и Т2 подтверждаются тактовыми импульсами соответственно А и Б. Входной импульс, если он не совпадает по времени с тактовыми (в моменты времени /0 и ^), ста­вит триггеры 77 и T2f а через ячейку ИЛИ также и выходной триггер ТЗ в единичные состояния. Триггер ТЗ открывает ячейку И по ее потенциальному входу, и очередной тактовый нмпульс нз последовательности А проходит на выход, устанавливая также ТЗ по цепи обратной связи в исходное нулевое состояние, при кото­ром схема И оказывается закрытой, а значит все последующие тактовые импульсы А не попадут иа выход. Еслн входной импульс совпадает с тактовым импульсом последовательности Б (момент времени t$), то триггер Т2 может не изменить своего состояния. В этом случае триггер ТЗ управляется только сигналом от триггера 77, И наоборот, при совпадении входного импульса с тактовым последо­вательности А (момент времени t3) триггер Т3 изменит состояние только от триггера Т2. Аналогичным образом работает БС4 (БСЗ), ио импульс отработки появляется на его выходе в момент поступле­ния ближайшего за ним импульса последовательности Б.

Поскольку, как уже говорилось, импульсы последовательно­стей А и Б сдвинуты друг относительно друга, одновременное по­ступление программных импульсов и импульсов отработки на РС4 исключается. Время запаздывания импульса на выходе по отно­шению к входному изменяется в пределах т3 = Дт do (Дт - j - 1//т. и), где Дт — собственное время запаздывания, обусловленное суммар­ным временем срабатывания элементов схемы, Время запаздывания уменьшается с повышением частоты тактовых импульсов /т н, ко­торая выбирается на порядок выше максимального значения ча­стоты программных импульсов /пр и импульсов отработки /0>с. Поэтому оно мало влияет на динамические характеристики электро­привода, лишь незначительно увеличивая сумму малых постоян­ных времени. При реверсе возможен режим, когда от интерполя­тора импульсы идут уже по каналу Н (В), а ИО движется еще в направлении «Вперед» («Назад»). Тогда одновременно на один вход РСч работают БСІ и БСЗ (БС2 и БС4).

Преобразователь «код — напряжение» {ПКЩ преобразует ошиб­ку > вычисляемую РСч, в дискретном виде в управляющее напряже­ние постоянного тока ил, к<н. На рис. 7-19 приведена схема ПКН, Которая состоит из реализованной в виде микросхемы резистивной матрицы типа R-2R с ключами К і — /Сл* Ключами управляют соответствующие разряды РСч 2°—2*"1. Операционные усилители 0У1 и 0У2 работают в режиме суммирования токов. Схема обеспе - чнвает симметричную характеристику ПКН (рис. 7-17, б) отно­сительно исходного состояния РСч N0 = 100...ООО, при котором его старший разряд 2**1 установлен в единичное состояние, а все младшие 'разряды 2°—2"“2 находятся в нулевом состоянии. Поло­жение ключей /Сх — Кп на рис, 7-19 соответствует исходному со­стоянию РСч (ключи условно для удобства ионимания принципа работы изображены в виде контактных элементов).

Рис. 7-19

Чтобы обеспечить значение мп к н=0 при исходном состоянии РСчь на вход ОУ2 подан дополнительный компенсирующий сиг­нал. Этот сигнал не зависит от состояния РСч и подается от источ­ника опорного напряжения —£/оп через резистор смещения ЯСц = - 2nR.

Изменение выходного напряжения ПКН, соответствующее из­менению на единицу числа в РСч, в схеме рис. 7-19 равно Uwj2~n l* Для произвольного числа РСч выходное "напряжение ПК. Н опре­деляется соотношению

и =^^HLN ЛП — ДГ ГСЛ—

«п. к.и— 2« сч' ' 2П сч^ f 2П *

где JVcq(l) и NcJ0) — соответственно числа, определяемые значе­ниями тех разрядов РСЧу которые находятся только в единичном или только нулевом состояниях.

В табл. 7-2 приведены значения нП. к.и для некоторых значений числа Мсч, записанного в шести разрядном реверсивном счетчике.

Схема «омиенсацин скоростной ошибки фКОО) формирует ана­логовый сигнал, пропорциональный частоте входных нмпульоов, и представляет собой дискретно-аналоговый преобразователь типа «частота — напряжение». Задаваемая скорость по координате про­порцион ал ьн а частоте входных импульсов. Поэтому для электро­привода СК. СО выполняет роль формирователя сигнала, пропор­ционального входной скорости, т. е. производной от основной

входной величины — перемещения. Система электропривода прн этом становится комбинированной, содержащей, кроме основного замкнутого контура по пути, еще канал управления по входной скорости (см. п. 6-3-2).

Таблица 7-2. Значение напряжения иа выходе ПКИ для некоторых значений числа Л7С„ записанного в шестиразрядном РСч к. к шш -f f/on(l-2-*) 1000GI + f/0„-2-§ 100000 0 011111 - u0n • 2-5 000000

7-4-3. ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВАЯ ПРОГРАММНАЯ АСУ ЭП

Функциональная схема АСУ ЭП с фазовым датчиком (ДОС), работающим в фазовращательном режиме (рис. 7-20, а), включает в себя нмпульсио-фазовый преобразователь (ИФП) и измеритель рассогласования {ИР). Компенсация скоростной ошибки осуще­ствляется блоком СКСО. Прн движении ИО с постоянной скоростью на входе ИР действуют две последовательности импульсов одина­ковой частоты от ИФП и ДОС. Измеритель ИР преобразует раз­ность фаз этих последовательностей в аналоговое напряжение и„.р, являющееся управляющим сигналом для РП, входящего в анало­говую часть АСУ ЭП.

Импульсы от интерполятора по одному из двух входов посту­пают на блоки синхронизации £С/или БС2, где синхронизируются с тактовыми импульсами последовательности Б частоты /т и. Когда от интерполятора нет задания на перемещение, на выходах делителя опорной частоты (ДОЧ) и делителя частоты координаты (ДЧК) существуют последовательности импульсов одинаковой частоты /V. h/N, где N — коэффициент деления.

Пусть задается движение И О в направлении «Вперед» с постоян­ной скоростью, которой соответствует постоянная частота програм­мных импульсов /пр от интерполятора. Тогда синхронизированные с тактовой последовательностью Б программные импульсы «впи­сываются» в тактовую последовательность А иа входе ДЧК

(р? с. 7-20, б). Делитель ДЧК пропускает на выход каждый N-й из по­ступающих на его вход импульсов. В результате период следования выходных импульсов при большом числе N оказывается практи­чески постоянным, а частота этой последовательности равна (/т и + ~-fnp)!N. На рис. 7-20, б коэффициент N = 5 (выбран для поясне­ния принципа действия). Обычно принимается N — 100 - г - 200.

При движении ИО в направлении «Назад» частота последова­тельности импульсов на выходе ДЧК получается равной (Д. и —

f„p)jN вследствие того, что каждый программный импульс,

поступающий от интерполятора по каналу II, «вычеркивает» одни импульс последовательности А.

«Вписывание» и «вычеркивание» импульсов осуществляется в ИФП с помощью счетного триггера Т и схем И1, И2, ИЛИ!, ИЛИ2. При «вписывании» импульсов триггер Т находится в нулевом со­стоянии и единичным сигналом со своего инверсного выхода раз­решает прохождение импульсов последовательности А через И1 и ИЛИ1 на вход ДЧК* Туда же через ИЛИ1 поступают програм­мные импульсы с БС1. Импульсы, приходящие на вход, ДЧК, показа­ны на рис. 7'20, б. При «вычеркивании» программный импульс через схему ИЛ И 2 поступает на Т и устанавливает его в единичное состояние, при котором запрещается прохождение импульсов по­следовательности А через И1 и разрешается прохождение импуль­сов последовательности В через схему И2. Таким образом очередной импульс последовательности А оказывается «вычеркнутым». Сле­дующий за ним импульс последовательности Б Еернет схему в ис­ходное состояние. Импульсы с выхода ДОЧ поступают иа форми­рователь напряжений (ФИ). В нем формируются два сдвинутых друг относительно друга на 90D синусоидальных напряжения с постоянной амплитудой и частотой /т. „ /Лг, используемых для питания первичных обмоток ВТ. При вращении ротора ВТ с по­стоянной скоростью о>р частота синусоидального напряжения на Вторичной обмотке ВТ при движении ИО «Вперед» равна f0 с = = /т „/N + о)„/(2л), причем сор/(2я) = /пр. При движении «Назад» fo. c - UJN - <вр/(2я).

Это синусоидальное напряжение формирователем импульсов (ФЯ) преобразовывается в последовательность узких импульсов. Таким образом, на входа ИР поступают две последовательности импульсов одинаковой частоты. При пропорциональном РП сигнал К р на его входе пропорцион а л err разности фаз этих двух после­довательностей ф.

Если ИР выполнен в виде широтно-импульсного фазового Дискриминатора (рис. 7-20, а), то эти последовательности посту­пают на два входа триггера-дискриминатора (ТД). Напряжение ат. Д действует между прямым выходом Q и инверсным Q —этого триггера. Диаграммы напряжений приведены на рис. 7-21, а. Ну­левому напряжению на выходе ИР соответствует значение <р = 180°. Как в установившихся, так и в переходных режимах угловое рас­согласование ф должно лежать в пределах 0 <с <р <С я/2, Характе­ристика ИР приведена на рис. 7-21, б, ее рабочая часть выделена жирной лниией. При необходимости на выход ТД может быть включен фильтр Ф для формирования среднего значения напря­жения *vp.

Чтобы импульсно-фазовая система могла отрабатывать единич­ный импульс на входе, цена импульса по фазе Дф должна быть не меньше разрешающей способности фазовой системы Дфраз-

Представляя угловую скорость ротора через цену импульса по фазе и частоту импульсов программы ft)p = Аф/ор можно по­лучить

N ---- 2л/Дф1

Разрешающая способность фазовых систем обычно лежнт в пре­деле Дфраз = (І-ь5) а коэффициент деления делителя частоты при этом 70—400. Для N = І00 - ь 200 цена импульса по фазе составляет (3,6 - ь 1,8)'

Отличие схемы импульсно-фазовой системы с нндуктосином от рассмотренной будет состоять в более высоком уровне частот, низком уровне выходного сигнала и в значениях параметров схем согласования и формирования.