КОНТРОЛЛЕР

Полезная модель относится к электронной технике и может быть использована в системах автоматического управления исполнительными механизмами, функционирующими в условиях жесткого реального времени в тяжелых условиях эксплуатации.
Известен контроллер, содержащий последовательно соединенные фильтрующий, суммирующий блоки и блок нелинейного преобразования сигнала, а также блок обратной связи и логический блок, вход которого соединен с выходом фильтрующего блока, а выход - с входом блока обратной связи. (см. патент на полезную модель №69656, кл. G05F 1/00, 2007 г.)
В результате анализа выполнения известного контроллера необходимо отметить, что его использование обеспечивает высокое качество регулирования при низкой частоте включений (выключении) исполнительного механизма и при постоянной скорости его перемещения, то есть данный контроллер может быть использован только для управления низкоскоростными механизмами, с большим запаздыванием по выдаче управляющих сигналов (команд).
Известен твердотельный контроллер, содержащий буфер, выполненный на базе элементов стабилизации и микросхем согласования уровней. Буфер через узел гальванической развязки связан с блоком управления и защиты, реализованным в виде большой интегральной микросхемы, выполненной на кристалле. Блок управления и защиты связан с блоком преобразования напряжения, состоящим из последовательно соединенных генератора импульсов и блока отключения нагрузки. Блок управления и защиты также связан с коммутатором, выполненным на базе силовых транзисторов и связанным с блоком идентификации нагрузки, который в свою очередь связан с блоком управления и защиты и через блок гальванической развязки - с буфером. Блоки отключения и идентификации реализованы на кристалле. (см. патент РФ №2256282, кл. Н02М 3/08, 2005 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного контроллера необходимо отметить, что он частично реализован на кристалле, что, естественно, уменьшает его массу и габариты и повышает надежность работы за счет сокращения количества паяных соединений и разъемов, однако данный контроллер характеризуется невысоким быстродействием.
Задачей настоящей полезной модели является разработка контроллера, характеризующегося высоким быстродействием, небольшими массой и габаритами и надежного в при эксплуатации в тяжелых условиях.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в контроллере, содержащем блок управления, связанный с генератором опорных импульсов, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, а также блоки для связи с периферийными устройствами, новым является то, что контроллер оснащен блоком накопления информации и интерфейсом, связанным с блоком накопления информации, с блоком управления и имеющий возможность связи с аналого-цифровым и цифро-аналоговым преобразователями, причем блок управления, блоки связи с периферийными устройствами и интерфейс реализованы на кристалле.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема контроллера.
Контроллер выполнен в виде блока управления 1, реализованного на кристалле, в котором образованы вычислительный модуль, несколько модулей памяти разного уровня доступа, модуль временных интервалов. Блок 1 связан с блоком 2 генерирования опорных импульсов, выполненным в виде таймера 2 с опорным генератором. Контроллер оснащен блоками 3 и 4 (интерфейсами) для связи с периферийными устройствами системы управления, в которую встроен контроллер, (например, датчиками), контролирующими состояние системы, и с блоками управления системы. Блоки 3 и 4 реализованы на кристалле. Для связи с аналого-цифровым и цифро-аналоговым преобразователями 5 контроллер оснащен периферийным интерфейсом 6, связанным с блоком управления 1 и с накопителем информации 7. Интерфейс 6 и преобразователи 5 могут быть реализованы на кристалле.
Контроллер функционирует следующим образом.
Работу контроллера рассмотрим на примере его работы в составе системы управления летательным аппаратом.
При запуске контроллера включается в работу блок 2 генерирования опорных импульсов. На блоки 3, 4, 5 постоянно поступает информация с датчиков системы и ее блоков управления, которая обрабатывается в блоке 1 и передается в систему управления. Параллельно информация с блока 1 через интерфейс 6 передается в блок 7 на хранение и одновременно в процессе работы системы информация по запросам блока управления поступает в него через интерфейс из блока 7.
Использование отдельного накопителя информации (блок 7) в качестве абонента внутреннего интерфейса (блок 6) позволяет разгрузить блок управления от процедур непосредственного управления накопителем, что позволяет увеличить быстродействие контроллера
Использование для ввода - вывода информации блоков 3, 4, 5 вместо стандартной операционной системы позволяет максимально использовать производительность блока управления, реализуя в его структуре такт регулирования менее 1 мсек.
При выполнении блоков контроллера в термостойком исполнении контроллер можно монтировать непосредственно на объекте управления, например, на двигателе летательного аппарата.