1. Синтез цифрової частини позиційної слідкучої системи з цифровим програмним керуванням

1.1. Проектування цифрової частини

Проектування цифрової частини ПСС можна розділити на три етапи:

1) вибір структурної схеми системи програмного керування (СПК) ;

2. синтез функціональної схеми СПК;

3) розроблення принципової схеми СПК;

На кожному етапі проектування вирішуються свої самостійні задачі, однак, оскільки наступні етапи базуються на попередніх, то обгрунтованість рішень, що приймаються на першому та другому етапах, відіграють значну роль в успіху проектування системи в цілому.

На першому етапі для проектованого типу системи уточнюються технічні вимоги, систематизуються фактори, що впливають на побудову системи, визначаються можливі варіанти структурних схем. Спочатку проводиться якісна оцінка різних варіантів, кожен з яких повинен забезпечувати виконання всіх технологічних вимог, що ставляться перед системою. Користуючись певним критерієм оцінки структурної схеми (ефективність,складність, швидкодія та ін.), роблять остаточний вибір її варіанту.

Перш ніж перейти до синтезу функціональної схеми СПК, необхідно скласти алгоритмічне уявлення роботи системи.

На етапі розроблення принципової схеми проводиться вибір типів елементів, з яких компонується схема СПК. При цьому необхідно враховувати конкретні технічні характеристики системи: швидкодію в плані перероблення інформації та переміщення виконавчих пристроїв, надійність, габарити, масу, умови роботи та ін..

1.2. Вибір типу датчика положення.

У ПССПК точність установки об’єкта в задану позицію визначається метрологічними параметрами вибраного датчика зворотного зв’язку (датчика положення). При цьому в ПСС широко застосовуються лінійні і кругові датчики шляхового контролю, а за фізичним принципом дії - фотоелектричні та індукційні датчики. Слід підкреслити, що вибір типу датчика впливає не лише на точність переміщення, а й на структуру вимірювальної частини системи.

Незалежно від фізичних принципів, покладених в основу роботи будь-якого датчика, всі вони діляться на дві групи:

1. абсолютні датчики з монотонною зміною фізичного параметру, коли кожному його значенню відповідає лише одне положення робочого органу;

2. циклічні датчики з періодичною зміною фізичного параметру, коли кожному його значенню відповідає декілька положень робочого органу.

За видом вихідного сигналу датчики діляться на дискретні й аналогові. У свою чергу, дискретні датчики діляться на унітарно-кодові (сигнал у вигляді послідовності імпульсів) та кодові (двійковий цифровий код ).

Послідовність вибору ДЗЗ повинна бути такою:

1. виходячи з вимог до системи, визначають датчики, які задовольняють ці вимоги;

2. розглядають можливі варіанти структурних схем цифрової частини ПСС;

3. проводять якісну та кількісну оцінку цих варіантів;

4) роблять висновки і визначають найбільш прийнятний тип датчика.

Для грубого відліку частіше використовують імпульсні або кодові датчики положення, а для більш точного - аналогові та імпульсні ДЗЗ.

У системах з розрізнювальною здатністю вищою за 0,01 мм застосовуються в основному лінійні датчики, а в системах з меншою точністю – кругові датчики. Основною перевагою лінійних датчиків є відсутність механізму перетворення лінійного переміщення робочого органу в обертання вхідного валу кругового датчика, оскільки похибки цього механізму становлять 70-80% від загальної похибки пристрою відліку.

При задаванні керуючої програми у вигляді приростів координат найбільш прийнятним є використання унітарно-кодового датчика, а при задаванні переміщень в абсолютних координатах-кодового датчика. При використанні аналогового індукційного датчика необхідна наявність АЦП для перетворення амплітуди або фази аналогового синусоїдального сигналу в унітарний (фазо-імпульсний принцип роботи АЦП) або двійковий код.