×
20.02.2013
216.012.28ad

ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ОДИНОЧНЫХ ОШИБОК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в коммутаторах шаговых электроприводов систем числового программного управления на базе четырехфазных шаговых двигателей. Технический результат заключается в повышении надежности. Для этого в заявленном устройстве аппаратно реализован алгоритм помехозащищенного кодирования Хэмминга, для чего к известному базовому устройству, содержащему двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, шины управления, реверса, тактовых импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два инвертора, дополнительно введены три схемы свертки по модулю два, дешифратор, четыре управляемых инвертора. Новое устройство аппаратно реализует соотношения, связывающие коды счетчика с кодами информационных и контрольных разрядов, а также с кодами синдрома. При отсутствии ошибок код синдрома равен нулю, а при наличии ошибки соответствует ее адресу, по которому дешифратор и управляемые инверторы корректируют ошибочный разряд, что обеспечивает штатную работу распределителя как при отсутствии, так и при одиночных отказах. 3 табл., 2 ил.
Основные результаты: Четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем с автоматической коррекцией одиночных ошибок, содержащий шины управления, реверса, тактовых импульсов, двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, два инвертора и элемент Исключающее ИЛИ, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, причем тактовый вход счетчика подключен к шине тактовых импульсов, его входы разрешения и направления счета соединены соответственно с шинами управления и реверса, выход элемента Исключающее ИЛИ соединен с входом первого инвертора, а вход второго инвертора подключен к выходу старшего разряда счетчика, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первая-третья схемы свертки, дешифратор и первый-четвертый управляемые инверторы, при этом первый вход первой схемы свертки объединен с третьими входами второй и третьей схем свертки, а также со вторым входом третьего управляемого инвертора и подключен к выходу элемента Исключающее ИЛИ, вторые входы первой и второй схем свертки объединены с первым входом третьей схемы свертки, а также и со вторым входом первого управляемого инвертора и подключены к выходу первого инвертора, третий вход первой схемы свертки объединен с первым входом второй схемы свертки, а также со вторым входом третьей схемы свертки и вторым входом второго управляемого инвертора и подключен к выходу второго инвертора, а объединенные четвертые входы первой-третьей схемы свертки и второй вход четвертого управляемого инвертора подключены к выходу старшего разряда счетчика, а первые входы первого-четвертого управляемых инверторов соединены соответственно с третьим, пятым, шестым, седьмым выходами дешифратора, адресные входы которого первый, второй, четвертый соединены соответственно с выходами первой-третьей схемы свертки, а выходы первого-четвертого управляемых инверторов являются первым-четвертым выходами распределителя.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в коммутаторах шаговых электроприводов систем числового программного управления на базе четырехфазных шаговых электродвигателей.

Известно устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе [1], содержащее блок синхронизации, логическое устройство, включающее реверсивный кольцевой сдвиговый регистр и элемент сравнения кодов, а также пороговые датчики тока, напряжения, логические схемы И.

Данное устройство обнаруживает отличающиеся от разрешенных комбинаций сигналов, поданных на соответствующие фазные обмотки шагового двигателя, однако, оно не корректирует эти ошибки.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому устройству является четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем [2], содержащий шины управления, реверса, тактовых импульсов, реверсивный двухразрядный двоичный счетчик, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй инверторы. Это устройство формирует логические переменные a, b, c, d, которые через усилители мощности в разрешенных комбинациях запитывают фазные обмотки шагового двигателя.

К недостаткам этого распределителя следует отнести отсутствие автоматической коррекции отказов.

Заявляемое изобретение направлено на повышение надежности распределителя введением автоматической коррекции одиночных отказов.

Это достигается тем, что в четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем, содержащий шины реверса, управления, тактовых импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй инверторы, реверсивный двухразрядный двоичный счетчик, соединенный тактовым входом с шиной тактовых импульсов, входом разрешения счета - с шиной управления, а входом для задания направления счета - с шиной реверса, выходами счетчик соединен с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу первого инвертора, а вход второго инвертора соединен с выходом старшего разряда счетчика, дополнительно введены первая-третья схемы свертки по модулю два, дешифратор, первый-четвертый управляемые инверторы, при этом первый вход первой свертки объединен с третьими входами второй и третьей схемы свертки, а также со вторым входом третьего управляемого инвертора и подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы первой и второй схем свертки объединены с первым входом третьей схемы свертки, а также со вторым входом первого управляемого инвертора и подключены к выходу первого инвертора, третий вход первой схемы свертки объединен с первым входом второй схемы свертки, а также со вторым входом третьей схемы свертки и вторым входом второго управляемого инвертора и подключен к выходу второго инвертора, а объединенные четвертые входы первой-третьей схем свертки и второй вход четвертого управляемого инвертора подключены к выходу старшего разряда счетчика, а первые входы первого-четвертого управляемых инверторов соединены соответственно с третьим, пятым, шестым, седьмым выходами дешифратора, адресные входы которого первый, второй, четвертый соединены соответственно с выходами первой-третьей схем свертки, а выходы первого-четвертого управляемых инверторов являются первым-четвертым выходами распределителя.

На рисунке 1 представлена функциональная схема заявляемого распределителя.

На рисунке 2 приведена векторная диаграмма поля статора шагового двигателя при коммутации фаз.

В таблице 1 представлена зависимость a, b, c, d переменных от кодов счетчика Q2Q1.

Таблица 2 описывает зависимость контрольных и информационных разрядов от кодов счетчика Q2Q1.

В таблице 3 показаны значения синдрома при ошибках x5≡0, x7≡1 для всех наборов Q2Q1.

Четырехтактный реверсивный распределитель содержит реверсивный двоичный двухразрядный счетчик 1, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, первый 3 и второй 4 инверторы, первую-третью схемы свертки 5-7, дешифратор 8, первый-четвертый управляемые инверторы 9-12.

Распределитель работает следующим образом: тактовые импульсы поступают на тактовый вход «С» реверсивного двоичного счетчика 1 и, если на шину управления подан сигнал разрешения счета, то счетчик 1 увеличивает или уменьшает содержимое в зависимости от уровня сигнала (1 или 0) на шине реверса.

Логические переменные a, b, c, d, управляющие включением фазных напряжений шагового двигателя при цикле парной четырехтактной коммутации [3], образуют наборы , , , при прямом вращении и , , , - при реверсе.

В таблице 1 приведена зависимость переменных a, b, c, d от кодов состояния счетчика Q2Q1. Алгебраическое выражение этой зависимости приведено соотношениях (1).

Таблица 1
Q2 Q1 а b с d
0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 1 0
1 0 0 0 1 1
1 1 1 0 0 1

Эти соотношения аппаратно реализуются счетчиком 1, двумя инверторами 3, 4 и схемой ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2.

Для обнаружения и коррекции одиночных ошибок введена аппаратная реализация кодирования Хэмминга [4], контрольные разряды которого x1, x2, x4 представлены соотношениями (2).

где a=x3, b=x5, c=x6, d=x7.

В таблице 2 приведена зависимость контрольных и информационных разрядов от кодовых комбинаций Q2Q1 счетчика 1.

Из таблицы 2 следует, что x1=x6; x2=x5; x3=x4. Указатель адреса ошибки - синдром S(S4, S2, S1) определяется соотношением (3).

Откуда следует, что при отсутствии ошибок код синдрома равен нулю, а на нулевом выходе дешифратора 8 устанавливается логическая единица, указывающая на правомерность использования информационных разрядов x3, x5, x6, x7, коды которых проходят через управляемые инверторы без изменений.

При наличии ошибки двоичный код синдрома указывает ее адрес. На соответствующем этому коду выходе дешифратора появляется логическая единица, которая с помощью управляемого инвертора восстанавливает ошибочный разряд.

Пусть в информационном разряде x5 возникла ошибка x5≡0, что нарушает нормальную работу распределителя на наборах Q2Q1=00, Q2Q1=01 и вызывает формирование синдрома S (101), а так же логической единицы на пятом выходе дешифратора, корректирующей ошибки в пятом разряде. На наборах Q2Q1=10, Q2Q1=11 неискаженное значение x5 равно нулю, что формирует синдром S (000), указывающий на возможное корректное использование информационных разрядов x3, x5, x6, x7 (0011, 1001). Формирование синдрома для различных наборов Q2Q1 при наличии ошибок x5≡0, x7≡1 приведено в таблице 3.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №1415401. Кл Н02Р 8/00, Бюл. №29, 07.08.88.

2. Авторское свидетельство №1432719. Кл Н02Р 8/00, Бюл. №39, 23.10.88.

3. Чиликин М.Г. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. Под ред. М.Г.Чиликина - М.: Энергия. 1971.

4. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. Учеб. пособие для вузов. - 2-е. издание, перераб. и доп.- СПб: БХВ - Петербург. 2007.

Четырехтактный реверсивный распределитель импульсов для управления шаговым двигателем с автоматической коррекцией одиночных ошибок, содержащий шины управления, реверса, тактовых импульсов, двухразрядный реверсивный двоичный счетчик, два инвертора и элемент Исключающее ИЛИ, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, причем тактовый вход счетчика подключен к шине тактовых импульсов, его входы разрешения и направления счета соединены соответственно с шинами управления и реверса, выход элемента Исключающее ИЛИ соединен с входом первого инвертора, а вход второго инвертора подключен к выходу старшего разряда счетчика, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первая-третья схемы свертки, дешифратор и первый-четвертый управляемые инверторы, при этом первый вход первой схемы свертки объединен с третьими входами второй и третьей схем свертки, а также со вторым входом третьего управляемого инвертора и подключен к выходу элемента Исключающее ИЛИ, вторые входы первой и второй схем свертки объединены с первым входом третьей схемы свертки, а также и со вторым входом первого управляемого инвертора и подключены к выходу первого инвертора, третий вход первой схемы свертки объединен с первым входом второй схемы свертки, а также со вторым входом третьей схемы свертки и вторым входом второго управляемого инвертора и подключен к выходу второго инвертора, а объединенные четвертые входы первой-третьей схемы свертки и второй вход четвертого управляемого инвертора подключены к выходу старшего разряда счетчика, а первые входы первого-четвертого управляемых инверторов соединены соответственно с третьим, пятым, шестым, седьмым выходами дешифратора, адресные входы которого первый, второй, четвертый соединены соответственно с выходами первой-третьей схемы свертки, а выходы первого-четвертого управляемых инверторов являются первым-четвертым выходами распределителя.
ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ОДИНОЧНЫХ ОШИБОК
ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ОДИНОЧНЫХ ОШИБОК
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-7 of 7 items.
20.05.2014
№216.012.c54e

Устройство для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в дискретном электроприводе с программным управлением. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, в повышении надежности и упрощении эксплуатации этого устройства. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516269
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c651

Устройство для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах с дискретным электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516528
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.dfad

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе двигателей с различным числом фаз, работающих в режимах реверсивной поочередной и парной коммутации, стоянки под током и обесточенной стоянки, с автоматическим определением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523047
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dfae

Устройство для обнаружения отказов в шаговом электроприводе

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523048
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.08.2014
№216.012.ee6c

Многофункциональный распределитель для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526855
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee70

Трехтактный распределитель импульсов с автоматической коррекцией одиночных ошибок

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в дискретном электроприводе систем автоматизации технологических процессов. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей распределителя благодаря автоматическому обнаружению, индикации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526859
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.09.2014
№216.012.f486

Четырех-восьмитактное устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов с дискретным электроприводом на базе четырехфазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528431
Дата охранного документа: 20.09.2014
Showing 1-10 of 76 items.
10.01.2013
№216.012.1a17

Способ разбраковки полупроводниковых изделий

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий (диодов, транзисторов и интегральных схем), и может быть использовано для разбраковки по критерию потенциальной надежности как в процессе производства, так и на входном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472171
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.2807

Устройство для измерения параметра низкочастотного шума γ

Изобретение относится к области радиоизмерений, а именно к измерению шумов полупроводниковых изделий, и может быть использовано для лабораторных и цеховых измерений параметра шума γ. Устройство для измерения параметра низкочастотного шума γ содержит два независимых канала усиления, к выходу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475767
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28a9

Умножитель частоты в четное число раз n

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника электропитания повышенных промышленных частот и более высоких частот. Технический результат заключается в уменьшении потерь мощности. Умножитель частоты содержит преобразователь трехфазного напряжения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475929
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.29e9

Способ очистки воздуха

Изобретение относится к процессам пылеулавливания и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется улавливание высокодисперсных аэрозолей из воздушного протока, в частности в пищевой промышленности. Способ очистки воздуха заключается в пропускании воздуха через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476256
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.324a

Разнотемпературная конденсационная камера

Изобретение относится к оборудованию для пылеулавливания. Разнотемпературная конденсационная камера с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения содержит нижнее днище, верхнее днище, холодную и горячую боковые стенки тракта с устройствами обеспечения разности температур их наружных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478417
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.3773

Роторный ветродвигатель

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую. Сущность изобретения заключается в том, что для уменьшения поперечного сечения ветроприемника, движущегося навстречу потоку, в роторном ветродвигателе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479748
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3bc3

Система монтажа полупроводникового кристалла к основанию корпуса

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых изделий, имеющих большую площадь кристаллов. Система монтажа полупроводникового кристалла к основанию корпуса содержит кремниевый кристалл и медный корпус между которыми установлен буферный элемент с образованием паяного шва, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480860
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.4177

Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую. Ветроэнергетическая установка содержит башню, поворотное основание, поворотные валы с лопастями, статорные элементы, роторные элементы, флюгер с датчиком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482329
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.4514

Печь для обжига мелкозернистого материала в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к области обжига мелкозернистых материалов в печах с псевдоожиженным слоем. Для повышения равномерности обжига печь, содержащая камеру подогрева с газораспределительной решеткой, снабженную питателем и соединенную с санитарным циклоном, камеру обжига с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483261
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.4515

Способ обжига мелкозернистого материала

Изобретение относится к области обжига мелкозернистых материалов в печах с псевдоожиженным слоем. Для повышения равномерности обжига мелкозернистого материала предложен способ, включающий предварительное псевдоожижение и последующий обжиг в печи, содержащей камеру подогрева с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483262
Дата охранного документа: 27.05.2013
+ добавить свой РИД