4. Задача № 28

1. Система чпу с преобразователем код-напряжение.

Функциональная схема обеспечивает перемещение S рабочего органа (РО) задаваемое в виде последовательности импульсов, поступающих от интерполятора с частотой f_З. Фактическое перемещение РО фиксируется реверсивным импульсным датчиком перемещения ИДП, имеющим 2 чувствительных элемента, последовательность работы которых зависит от направления движения. Сигналы получаемые от ИДН преобразуются в формирователе импульсов отработки в последовательность импульсов обратной связи при заданном направлении движения, направление вперед импульсы программы по входу В подаются на схему синхронизации СС при этом импульсы обратной связи поступают на схему синхронизации через вход В_о.с. После прохождения схемы синхронизации импульсы задания поступают на вход сложения (+) реверсивного счетчика РС, а импульсы обратной связи на вход вычитания (-). В результате в реверсивном счетчике образуется код рассогласования ,выражающий разность поступивших в счетчик чисел импульсов задания и обработки. Аналогично обрабатывается код рассогласования при заданном движении назад.

ДЗ – генератор тактовых импульсов

ПКН – преобразователь код-напряжение

РП – регулятор положения

ПЧН – преобразователь частота напряжение

Блок системы синхронизации

Схема синхронизации (СС) состоит из блоков синхронизации БС1-БС4, управляемых двумя последовательностями тактовых импульсов А и В, получаемых от генератора тактовых импульсов.

При движении вперед импульсы задания (ИЗ) от интерполятора проходят к реверсивному счетчику через блок БС1, а импульсы отработки от ФИО через блок БС4. На рисунке б) показана схема блока БС1, схема блока БС4 полностью аналогична ей, но в ней должны быть приняты обозначения, указанные в скобках. Если на рисунке б) входы В(В_о.с.) заменить на входы «назад», получим схему блоков БС2, БС3.

На рисунке в) даны временные диаграммы для блоков БС1, БС4. При одновременном появлении ИЗ входе В и импульса отработки ИО на входе (В_о.с.) в момент времени t₁, триггеры Т1, Т2, Т1`, Т2`, установятся в единичное состояние. Выходные сигналы с триггеров Т1, Т2 проходят через схему ИЛИ и устанавливают в един. состояние триггер Т3 блока БС1. Аналогично в единичное состояние устанавливается триггер Т3` блока БС4. В результате схемы И в обоих блоках БС1 и БС4 оказываются открытыми сигналами с триггеров Т3 и Т3`.

Серии тактовых импульсов А и В поступают от ГТИ с частотой значительно превышающей максимальную частоту импульсов задания f_З и импульсов отработки f_о.с.

Серии импульсов А и В сдвинуты относительно друг друга на .

В рассмотренном случае в момент t₂ появляются импульсы серии В и на выходах блока БС4 появится сигнал –Х, поступающий на вход вычитания реверсивного счетчика РС. Одновременно по цепи обратной связи Т1`, Т2`, Т3` будут переброшены в нулевое состояние при появлении импульса серии В. Но триггеры Т1 и Т3 остаются в единичном положении. Когда в момент времени t₃, появляется ближайший импульс серии А, на выходе БС1 сформируется импульс Х, поступающий на вход сложения реверсивного счетчика. Таким образом одновременно возникшие на входах СС импульсы задания и отработки поступают на соответствующие входы реверсивного счетчика.

Преобразователь код-напряжение переводит код рассогласования реверсивного счетчика в аналоговый сигнал в соответствии с характеристикой, приведенной рядом с функциональной схемой.

В простейшем случаи при П - регуляторе положения РП и скорости РС выходное напряжение регулятора может быть представлена в виде:

– коэффициент

Код рассогласования реверсивного счетчика выражает разность заданного и фактического перемещения рабочего органа.

Постоянная времени Т_К подбирается с таким расчетом, чтобы частично компенсировать инерционность объекта регулирования. Напряжение U_р.с. определяет ЭДС СВП (е_п). ЭД на функциональной схеме представлен элементами Д1, Д2 и Д3 выходными сигналами которых является соответствующий сигнал пропорциональный току якоря (Х), ЭДС двигателя е = сω и угол поворота вала ЭД . И сигнал Хс, сигнал пропорциональный статическому току нагрузки. Если для упрощения пренебречь возмущением Хс и принять СПВ с коэффициентом безынерционным , то операторное уравнение примет вид:

– электромагнитная и электромеханическая постоянная привода.

Подбирая постоянную времени Тк можно свести полученное уравнение к системе второго порядка.