Материал: Структура и кинематика манипуляторов (90

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Наклонные линии на тактограмме отвечают тактам движения, а горизонтальные – тактам выстоя. В первом такте имеет место прямой ход поршня М3, во втором – прямой ход поршня М2, в третьем - обратный ход поршня М3. В четвертом и пятом тактах совершается прямой и обратный ход поршня М1. Шестой такт – обратный ход поршня М2.

Каждый механизм имеет два конечных выключателя, на которые нажимает шток поршня в крайних положениях. В нажатом положении сигнал

верхнем положении, на тактограмме не показываются, так как их всегда можно определить как инверсные по отношению к сигналам Х1, Х2 и Х3 (когда один из выключателей какого-либо механизма нажат, другой не нажат).

Синтез систем управления по пути состоит в проектировании схемы соединения логических элементов, обеспечивающих выполнение заданной тактограммы. Но предварительно надо проверить ее реализуемость. Тактограмма считается реализуемой, если наборы входных сигналов в начале каждого движения различны. Из тактограммы видно, что в начале тактов 4 и 6 наборы входных сигналов совпадают (Х1 =1, Х2 = 0 и Х3 = 1), то есть тактограмма не реализуема, так как одна и та же комбинация сигналов должна вызывать различные движения механизмов. В начале 4 такта приводится в движение механизм М1 (прямой ход), а в начале 6 такта – механизм М2 (обратный ход).

Для того, чтобы легче найти совпадающие комбинации, удобно их рассматривать как числа, записанные в двоичной системе.

Чтобы перевести их в двоичную систему сигналу Х1 приписываем вес равный 20 = 1, сигналу Х2 – вес равный 21 = 2 и сигналу Х3 – вес равный 22 = 4. Сумма сигналов, умноженных на их веса, дает искомое число в десятичной системе, которое называется весом состояния. Подсчет весов состояния без памяти показывает их совпадение в тактах 4 и 6. Для того чтобы веса состояний не совпадали вводится дополнительный сигнал - Z от устройства называемого "памятью". Сигнал Z = 1 соответствует включенной памяти, сигнал Z = 0 - выключенной памяти.

Включение памяти произведем в начале второго такта, а выключение в начале пятого. Вес памяти 23 = 8. Этот вес прибавляется в тех тактах, где

2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

память включена, то есть в тактах 2, 3 и 4. Веса состояний с памятью во всех тактах стали различные. Возможные и другие варианты выбора тактов для включения выключения памяти. В общем случае может потребоваться не один, а несколько элементов памяти.

4.2 Таблица включений (таблица 4.2)

Таблица состояний системы управления по пути с указанием рабочих, запрещенных и безразличных состояний называется таблицей включения, так как по ней устанавливается последовательность включения элементов системы.

При составлении таблицы включений с элементами памяти, необходимо иметь в виду, что такт, в начале которого включается или выключается память, разбивается на два логических такта (до изменения сигнала памяти и после изменения).

В рассматриваемом примере включаем память в начале второго такта и выключаем в начале пятого. Тогда такты 2 и 5 разбиваются каждый на два логических такта: 2а, 2б и 5а, 5б. При атом надо иметь в виду, что сначала изменяется комбинация сигналов от конечных выключателей (такты 2а и 5а), а затем включается или выключается память (такты 26 и 56). Поэтому следует различать такты движения (их 6) и логические такты (их 8). Логическим тактом называется промежуток времени, в течении которого не меняется состояние ни одного из логических элементов, включая элементы памяти.

Верхняя часть таблицы включений содержит значения сигналов от конечных выключателей и от памяти (входные сигналы). При переходе от одного логического такта к другому меняется значение только одного сигнала. Этот сигнал называется тактирующим. В начале примера в такте 1 новым сигналом называется сигнал Х2 = 1, а в такте 2а - отсутствие сигнала Х3, то есть появление сигнала Х 3 =1 и т.д.

Тактирующие сигналы отмечаются звездочками.

Нижняя часть таблицы содержит сигналы на включение fz выключение f z элемента памяти, а также выходные сигналы к движению исполнительных органов механизмов MI, M2, МЗ "Вперед" и "Назад".

2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Сигнал "вперед" обозначен f1, f2, f3 сигналы "назад" – через f 1 , f 2 , f 3 .

Заполнение этой части таблицы состоит в написании для каждой функции единиц в рабочих состояниях, прочерков - в безразличных и нулей - в запрещенных.

Например, для функции f z , выражающей сигнал на включение элемента памяти ставим 1, а в такте 2а, так как в атом такте должна выключаться память. В тактах 26, 3 и 4 делаем прочерки, так как в этих тактах элемент памяти уже включен и остается выключенным как при повторении сигнала на включение (f z = 1), так и при отсутствии его (fz = 0). Во всех остальных тактах ставим нули, так как в этих тактах включить память нельзя (в тактах 5а память выключается и должна оставаться выключенной в тактах 56, 6 и 1).

Аналогично заполняется таблица включений для других выходных сигналов.

4.3 Составление формул включения и их упрощение

Составление формул включения сводится к нахождению алгебраического выражения двоичной функции по ее табличному заданию, приведенному в таблице включений. В формулы включения не входят входные сигналы от того механизма или элементы памяти, для которого составляется формула. Например, при составлении формул включения и выключения элемента памяти не утрачивается значение сигнала Z для механизма М1 не учитывается значение сигнала Х1 и т.д.

В таблице 4.3 выписаны значения входных сигналов в рабочих и запрещенных состояниях.

По значениям входных сигналов в рабочих состояниях составляются исходные формулы включения в виде логического произведения этих сигналов, причем значению 0 соответствует инверсное значение аргумента. Например, для включения элемента памяти (fz = 1) должен быть при Х1 = 1,

Для исходной функции включения часто удается подобрать упрощенный вариант, содержащий меньшее число входных сигналов, но обладающий теми же свойствами, что исходная функция: исходная и упрощенная

2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

функции равны единице в рабочем состоянии и нулю в запрещенных состояниях, причем сигналов, входящих в упрощенную формулу при рабочем состоянии не должен встречаться в запрещенных состояниях. В упрощенный вариант формулы включения обязательно должен входить тактирующий сигнал.

Упрощенная формула включения имеет вид fz = X3 , так как сигнал Х3 = 0 не встречается в запрещенных состояниях.

2