Управляющих автоматов

В электроприводах двигатель, как правило, питается либо от генератора, либо от статических управляющих элементов, которые могут быть подключены к статору или ротору. Систему, питающую двигатель, можно расчленить на сеть бесконечной мощности и питающий многополюсник, который в свою очередь разделяется на пассивный многополюсник и ЭДС.

В электроприводах двигатель, как правило, питается либо от генератора, либо от статических управляющих элементов, которые могут быть подключены к статору или ротору. Систему, питающую двигатель, можно расчленить на сеть бесконечной мощности и питающий многополюсник, который в свою очередь разделяется на пассивный многополюсник и ЭДС.

Управляющий элемент УЭ может иметь различную-физическую природу. Это может быть электромагнитный или электронный прибор и т. д. Работа управляющего элемента может быть бснована на разных принципах. Под воздействием усиливаемого сигнала УС могут меняться во времени параметры элемента УЭ, например его сопротивление протекающему току. Это и приводит к изменению тока в цепи нагрузки, а значит, и мощности, отдаваемой нагрузке. В качестве управляющих элементов могут использоваться, например, ламповые триоды. В этих приборах протекающий ток изменяется под воздействием меняющегося потенциала управляющего электрода. Это и означает изменение сопротивления триода в соответствии с изменением усиливаемого сигнала.

Подобным образом может быть решена задача диагностики для любой связной подцепи рассматриваемой цепи. Ограничением для невзаимных цепей является условие локализации управляемых и управляющих элементов внутри данной подцепи. Таким образом, последовательно определяя параметры отдельных подцепей сложной цепи, можно решить и общую задачу ее диагностики. При выборе способа разбиения сложной цепи на подцепи можно руководствоваться соображениями удобства технической реализации экспериментальной части работы. При этом, например, отдельные подцепи не должны содержать геометрически удаленных узлов. Часто способ разбиения цепи диктуется необходимостью обеспечения большей точности решения задачи для отдельных ее участков, при диагностике которых эксперименты выполняются, например, с использованием приборов повышенного класса точности. Если же диагностика по частям вызвана невозможностью обработки матриц большой размерности в вычислительной части работы, то определяющим способом разбиения становится ограничение размерности диагностируемых подцепей числом, зависящим от объема оперативной памяти ЭВМ.

Серии интегральных микросхем, помимо разнообразных логических элементов, содержат еще элементы памяти — триггеры и ряд функциональных элементов. Серии бесконтактных управляющих элементов включают еще элементы выдержки (задержки) времени, согласующие входные и усилительные выходные элементы.

В последнее время в качестве управляющих элементов применяются регуляторы напряжения на тиристорах и транзисторах, находят также применение схемы на магнитных усилителях. Следует отметить, что управляющие элементы имеют большие габариты, так как они рассчитываются на полную или на часть мощности системы. Габариты и стоимость управляющих элементов возрастают в реверсивных системах, когда необходимо изменять направление вращения и регулировать частоту вращения в широких пределах.

Автоматизация управления электроприводом требует широкого использования управляющих элементов, позволяет воздействовать на электроприводы в соответствии с требованиями технологического процесса производства, осуществлять программированное управление электроприводом.

Обычный способ изолирования импульсной схемы заключается в намотке вторичной обмотки на энергозапасаю-щую индуктивность и использовании изолирующего элемента (либо трансформатора, либо оптоизолятора) для обеспечения обратной связи на импульсный генератор; взгляните на упрощенную схему, показанную на 6.45. Заметьте, что генератор питается от высоковольтного нестабилизированного постоянного напряжения, в то время как схемы управления обратной связью (усилитель ошибки, эталонный источник) питаются от стабилизированного выходного напряжения. Иногда для питания управляющих элементов используется вспомогательный слаботочный нестабилизированный источник (со своим собственным низковольтным трансформатором на 60 Гц). Квад-

Уже несколько десятков лет на работе и в быту людей сопровождают люминесцентные осветительные лампы. Преимущество их перед классическими лампами накаливания очевидны — гораздо более высокий КПД, приближенный к естественному спектральный состав света и повышенный срок службы. Однако есть у этих ламп и свои недостатки. Во-первых, для зажигания люминесцентных ламп требуется наличие дополнительных элементов — громоздкого дросселя и ненадежного стартера. Во-вторых, — мерцание с частотой питающей сети 50 Гц. В-третьих, арматура ламп требует тщательно продуманного способа крепления управляющих элементов (на мягком подвесе или с резиновыми амортизирующими прокладками), чтобы вибрация частотой 50 Гц не резонировала с корпусом и не раздражала окружающих. В-четвертых, вышедший из строя стартер вызывает фальш-старт лампы (визуально — несколько вспышек перед стабильным зажиганием). Фальш-старт резко снижает срок службы люминесцентной лампы. В-пятых, коэффициент мощности ламп дневного света очень низкий, а это значит, что лампы являются неудачной для электросети нагрузкой. Существуют еще несколько более мелких недостатков, которые мы не упоминаем.

Рассмотренный простейший вариант синтезатора частоты имеет недостатки. Первый из них связан с конечностью ширины полосы синхронизации управляемого генератора, которая зависит от управляющих элементов генератора и коэффициентов передачи ФД и ФНЧ. Поэтому для получения широкой сетки частот приходится изменять собственную частоту / управляемого генератора. Второй недостаток обусловлен узкими возможностями УДЧ, построенного, как правило, на основе счетчика импульсов. Введением обратной связи в делителе частоты можно изменять его коэффициент деления, который будет принимать любые целочисленные значения, допустимые разрядностью счетчика.

Существуют два основных типа управляющих автоматов.

Построение управляющих автоматов -с «жесткой» логикой формализуется на основе интерпретации микропрограмм автоматами [?).

Для исключения возможных сбоев в работе управляющих автоматов ставятся специальные схемы задержки, или, что то же самое, один из двух автоматов (управляющий либо операционный) выполняют в виде автомата Мура либо автомата Мили с задержкой, который меняет выходной сигнал после смены состояния (перехода).

При синтезе схем автоматов формальным методом приходится решать вопросы оптимального кодирования состояний, минимизации числа состояний автоматов, факторизации выражений, описывающих булевы функции возбуждения и выхода, и ряд других. Подробно методика формального синтеза схем управляющих автоматов описана в [7].

Логическим элементом, весьма удобным для использования в схемах управляющих автоматов, является интегральная микросхема, называемая программируемой логической матрицей (ПЛМ). Схема ПЛМ имеет вид, представленный на 8.16.

Очень удобны для построения управляющих автоматов микросхемы, содержащие в одном корпусе ПЛМ с набором выходных триггеров.

1. Назовите два основных типа управляющих автоматов и поясните их различия.

В блоках управления каналами используют оба известных принципа построения управляющих автоматов: на основе хранимой в памяти логики (микропрограммное управление) — преимущественно в ЭВМ малой и средней производительности и на основе схемной (жесткой) логики, а также на основе комбинации обоих принципов — в высокопроизводительных ЭВМ.

5.4. Графы переходов управляющих автоматов, построенных по модели Мили (а) и модели Мура (б)

37. Лазарев В. Г., Пийль Е. И. Синтез управляющих автоматов. — М.: Энергия, 1978.

35. Скляров В. А. Построение управляющих автоматов на основе программируемых логических устройств. — Изв. АН СССР. Сер. техническая кибернетика, 1983, № 5, с. 59—69.

Редакторы разных фирм-производителей СБИС ПЛИС имеют особенности, но для всех них характерны исключительная простота, естественность и дружественность интерфейса с пользователем, а также отсутствие жесткой необходимости знания выходного языка редактора. Наиболее совершенные версии программ типа StateCAD пакета Workview Office фирмы Viewlogic обладают полным набором средств для выполнения всей проектной процедуры разработки управляющих автоматов (УА), позволяющих реализовать следующие операции: