Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Antriebes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steue rung der Geschwindigkeit eines Antriebes durch Erzeugen einer wegabhängig parabelförmigen Soll wertspannung mittels digitaler Wegmessung.
Bei der Beeinflussung der Geschwindigkeit von An trieben, beispielsweise für Werkzeugmaschinen oder Förderanlagen, wird insbesondere beim Abbremsen oder Umsteuern die Bedingung gestellt, dass der Bremsweg möglichst kurz sein soll und dass ein be grenzter Bremsstrom nicht überschritten wird. Diese Bedingung führt bekannterweise zur Forderung, dass das Bremsmoment konstant ist, oder mit anderen. Worten, dass die Geschwindigkeit linear über der Zeit und parabelförmig über dem Weg abnimmt.
Zur Rege lung von geschwindigkeitsgesteuerten Antrieben wird deshalb eine für die Antriebsgeschwindigkeit mass- gebende Sollwertspannung benutzt, welche während des Abbremsvorganges linear mit der Zeit abnimmt oder in Abhängigkeit vom Weg parabelförmig ist.
Die Regelung mittels einer von der Zeit abhängigen Spannung hat den Nachteil, dass die Einhaltung des Anhaltepunktes bzw. des Wendepunktes nicht genau ist, da der zurückgelegte Weg durch Geschwindigkeits änderungen beeinflusst werden kann, die nicht von der Regelung durch die Sollwertspannung herrühren.
Es ist deshalb vorteilhafter, die Sollwertspannung für die Geschwindigkeitssteuerung in Abhängigkeit vom Weg, also parabelförmig zu erzeugen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Schleifer eines Potentiometers, an welchem die Sollwertspan- nung abgenommen wird, durch eine Kurvenscheibe gesteuert wird.
Den Vorteil grösserer Genauigkeit und leichterer Anpassung an verschieden liegende Wendepunkte und an verschiedene Geschwindigkeiten hat eine bekannte Einrichtung, bei welcher die Erzeugung einer weg abhängig parabelförmigen Sollwertspannung mittels digitaler Wegmessung erfolgt. Aus dem digital ab gebildeten Bremsweg wird eine linear abnehmende Analogspannung hergeleitet, welche durch eine Di- odenschaltung so verzerrt wird, dass sie als"Polygonzug angenähert der verlangten parabelförmigen Spannung folgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit von Antrieben durch Erzeugen einer wegabhängig parabel- förmigen Sollwertspannung mittels digitaler Wegmes sung.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass wegab hängig erzeugte Impulse einem Teiler zugeführt sind, der beim Erreichen seines einstellbaren Teilverhält nisses einen Impuls an einen mit dem Ausgang des Teilers verbundenen Zähler abgibt, dessen Stand den auf eine Einheit angenäherten Wurzelwert der Zahl der wegabhängig erzeugten Impulse gibt, wobei zur Bildung der Sollwertspannung der Zähler an einen Digital-Analogumformer angeschlossen ist, und dass der Zähler mit dem Teiler über eine Schaltungsanord nung zur nachfolgenden Übertragung des Standes des Zählers auf den Teiler als neues Teilverhältnis verbunden ist.
Gegenüber der bekannten Einrichtung, durch wel che mittels digitaler Nachbildung des Weges zunächst eine linear abnehmende Analogspannung gebildet wird, die anschliessend zu einem parabelförmigenPolygonzug verformt wird, hat die Einrichtung gemäss der Er findung den Vorteil, einfacher zu sein. Zur Bildung der analogen Sollwertspannung mit parabelförmigen Verlauf muss nicht die gesamte Zahl der wegabhängig erzeugten Impulse erfasst werden, sondern nur deren Wurzelwert. Die Stufung der Sollwertspannung wird dadurch bei gleichem Aufwand entsprechend feiner.
Zudem ist die Stufung über den ganzen Bereich der Steuerspannung gleichbleibend und wird nicht durch eine Diodenschaltung im ungünstigen Sinne verändert. Die Annäherung an die exakte Parabelform ist trotz dem geringeren Aufwand besser als mit einem Poly- gonzug.
In der Einrichtung gemäss der Erfindung wird die Eigenschaft der Parabel ausgenützt, dass der Zuwachs des quadratisch veränderlichen Gliedes proportional dem Wert des linear veränderlichen Gliedes ist. Ins besondere ist für eine Parabel, bei der die Faktoren der veränderlichen Glieder eins sind, der Zuwachs des quadratisch veränderlichen Gliedes doppelt so gross wie der Wert des linear veränderlichen Gliedes. Für eine aufsteigende Zahlenfolge, wie sie durch die Zahl der eintreffenden, wegabhängig erzeugten Im- pulse dargestellt wird, bedeutet dies, dass der auf eine Einheit angenäherte Wurzelwert immer dann um eine Einheit grösser wird, wenn die Zahlenfolge selbst um die doppelte Einheitenzahl grösser geworden ist, als der Wurzelwert gerade beträgt.
In der untenste- henden Tabelle ist dies verdeutlicht. In der ersten Zeile steht eine aufsteigende Zahlenfolge, während in der zweiten Zeile der auf eine Einheit angenäherte ent sprechende Wurzelwert aufgeführt ist.
EMI0002.0005
0
<tb> 1 <SEP> 2
<tb> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 617 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12( <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 20
<tb> 0 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> <I>Tabelle</I> Der Wurzelwert wird jeweils um eine Einheit grösser, wenn die Zahlenfolge von 2 auf 3, von 6 auf 7, von 12 auf 13 usw. springt, das heisst wenn die Anzahl der zum gleichen Wurzelwert gehörenden Einheiten der Zahlenfolge doppelt so gross wie der Wurzelwert geworden ist. Dieselben Überlegungen gelten sinngemäss natürlich auch für eine absteigende Zahlenfolge.
Anhand der Figuren soll die Erfindung beispiels weise näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Erzeugung einer wegabhängig parabelförmig abnehmenden Sollwert- spannung.
In Fig. 2 ist der Verlauf der erzeugten Sollwert spannung gezeigt.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Zähl- und Teilstufen und der Anordnung zur Übertragung des Zählerstandes.
In Fig. 1 ist mit 1, 2 schematisch der Weg-Impuls- Umsetzer bezeichnet, der die vom Weg abhängigen Impulse erzeugt. Derartige bekannte Umsetzer um fassen beispielsweise als Positionsgeber eine Loch scheibe 1, die mit dem Antrieb in einem starren Verhältnis verbunden ist und die photoelektrisch ab getastet wird. Die durch die Abtastung erzeugten Impulse werden durch einen Impulsformer 2 in für die nachfolgenden Zählschaltungen geeigneter Weise umgeformt.
Die Impulse sind einem Teiler 3, 4 zuge führt, der sich aus einem Zweier-Teiler 3 und einem über die Leitung 5 nachgeschalteten Teiler 4 mit einstellbarem Teilverhältnis zusammensetzt. Wenn die dem eingestellten Teilverhältnis entsprechende Zahl Impulse den Eingang des Teilers 4 durchlaufen hat, wobei die Zahl der vom Weg-Impuls-Umsetzer erzeug ten Impulse doppelt so gross ist, gibt der Teiler 4 über die Ausgangsleitung 6 einen Impuls ab, der dem Eingang des Zählers 7, dessen Stand dem auf eine Einheit angenäherten digitalen Wurzelwert der Anzahl der wegabhängig erzeugten Impulse entspricht, zuge führt ist.
Der Ausgangsimpuls des Teilers 4 ist ebenfalls über ein Zeitglied 8 mit einer Schaltungsanordnung 9 zur Übertragung des Standes des Zählers 7 auf den Teiler 4 als neues Teilverhältnis verbunden. Zu diesem Zweck sind auch die Ausgangsleitungen der einzelnen Zählstufen des Zählers 7 mit der Schaltungsanordnung 9 verbunden, wie auch die Eingänge der entsprechen den Stufen des Teilers 4.
Zur Umformung des digitalen Wurzelwertes in einen entsprechenden Analogwert sind die Ausgänge der Zählstufen des Zählers 7 an einen Digital-Analog- umformer 10 angeschlossen, an dessen Ausgang 11 eine der Sollwertspannung proportionale Analogspan nung erscheint.
Die Einrichtung wird vervollständigt durch eine Setzvorrichtung 12, mittels welcher vor Beginn der Zählung der Zähler 7 und die Teiler 3 und 4 in den erforderlichen Anfangszustand gebracht werden.
Im Hinblick auf die Übertragung des Standes des Zählers 7 auf den Teiler 4 als neues Teilverhältnis ist es vorteilhaft, wenn auch der Teiler 4 nach Art eines Zählers aufgebaut ist, der durch die Schaltungs anordnung 9 jeweils nach Fortschaltung des Zählers 7 auf den gleichen Stand wie dieser Zähler gebracht wird. In diesem Falle ist der Teiler 4, wie in Fig. 1 gezeigt ist, für Rückwärtszählung eingerichtet, so dass der momentane Stand des Teilers durch jeden an seinem Eingang ankommenden Impuls um eine Einheit vermindert wird und der Teiler beim Erreichen des Wertes Null einen Ausgangsimpuls an die Leitung 6 abgibt.
Zur Erläuterung des Zählvorganges ist wie darge legt angenommen, dass eine wegabhängig parabel- förmig abnehmende Sollwertspannung erzeugt wird, wie es beim Abbremsen geschwindigkeitsgeregelter Antriebe der Fall ist. Der Stand des Zählers 7 muss deshalb in Funktion der ankommenden, wegabhängig erzeugten Impulse abnehmen, so dass ein rückwärts zählender Zähler vorzusehen ist.
Wenn die Analog-Sollwertspannung über dem Weg bis zum Wert Null abnehmen soll, so muss zunächst ein Anfangszustand hergestellt werden, der durch die Distanz des Ausgangspunktes, in welchem der Brems vorgang beginnt, bis zum Anhaltepunkt bestimmt ist. Dieser Distanz wird zweckmässigerweise eine solche Zahl wegabhängig erzeugter Impulse zugeordnet, dass der Zähler 7 und Teiler 4 zu Anfang auf den gleichen Stand gebracht werden können. Diese Zahl N ist gegeben durch die Beziehung N - n= -E- n, wenn n der gemeinsame Stand von Zähler und Teiler ist.
Die Impulse nun, die der Weg-Impuls-Umsetzer vom Ausgangspunkt an wegabhängig erzeugt, ver- mindern den Stand des Teilers 4 um eine Einheit bei jedem zweiten Impuls. Bei Erreichen des Wertes Null erscheint in der Leitung 6 ein Fortschaltimpuls, der den Stand des Zählers 1 um eine Einheit erniedrigt. Mit einer zeitlichen Verzögerung, aber bevor der nächste Impuls am Eingang des Teilers 4 ankommt, wird der Fortschaltimpuls an die Schaltungsanordnung 9 zur Übertragung des Standes des Zählers 7 auf den Teiler 4 geleitet, so dass nun entsprechend dem um eine Einheit kleineren Stand des Zählers 7 das neue Teilverhältnis um eins kleiner ist.
Dadurch wird der nächste Fortschaltimpuls nach einer um 2 kleineren Zahl wegabhängig erzeugter Impulse auf die Leitung 6 abgegeben.
In Fig. 2 ist die Ausgangsspannung des Digital- Analogumformers in Funktion der Differenz zwischen einer vorgegebenen Zahl und der Zahl der wegab hängig erzeugten Impulse gezeigt. Diese der Sollwert spannung proportionale Spannung betrage im Aus gangspunkt beispielsweise 10. Dann sind der gesamten Bremsstrecke gemäss der Beziehung N = n2 + n = 110 wegabhängig erzeugte Impulse zuzuordnen. Zähler 7 und Teiler 4 sind beide auf den der Zahl 10 entspre chenden Stand zu bringen. Nach 20 erzeugten Impulsen erreicht der Teiler 4 den Wert Null und gibt den Fortschaltimpuls ab, der den Zähler 7 auf den Wert 9 erniedrigt.
Anschliessend wird durch das Zeitglied 8 und die Schaltungsanordnung 9 auch der Teiler 4 auf diesen neuen Stand mit dem Wert 9 gebracht. Der nächste Fortschaltimpuls wird nach weiteren 18 weg abhängig erzeugten Impulsen abgegeben und bringt den Zähler 7 auf den Stand mit dem Wert 8 usw. Wenn die Geschwindigkeit des Weg-Impuls-Umsetzers, das heisst des Antriebs, der Ausgangsspannung des Digital-Analogumformers nachgeführt ist, verläuft diese Ausgangsspannung über dem Weg gestuft para- belförmig. Es kann zweckmässig sein, durch Zeit glieder oder Strombegrenzung die Stufen noch zu verschleifen.
Zähler, Teiler, Schaltungsanordnungen zur über tragung des Standes eines Zählers, Zeitglieder und Digital-Analogumformer sind in verschiedenen Aus führungsformen bekannt. Beispielsweise können für Zähler und Teiler dekadische Zählanordnungen Ver wendung finden. Besonders vorteilhaft sind Zähler und Teiler, die aus binären Zählstufen aufgebaut sind, wie sie durch bekannte bistabile Kippschaltungen dargestellt werden. In Fig. 1 sind solche Kippschal- tungen schematisch als Zählstufen im Zähler 7 und im Teiler 4 eingezeichnet.
In Fig. 3 ist ein Ausführungs beispiel der in Fig. 1 schematisch gezeichneten Zähl stufen 13 und 19 gezeigt, die mit Transistoren bestückt sind. Die Zählstufen 13 und 19 weisen je zwei pnp- Transistoren auf, die in bekannter Weise durch RC- Glieder vom Kollektor des einem auf die Basis des jeweils anderen Transistors gekoppelt sind, wobei die Kollektoren über Arbeitswiderstände an einer gegen den Nullpunkt negativen Gleichspannung liegen und jede Basis über einen Widerstand an eine positive Vorspannung angeschlossen ist.
Mit 14 bzw. 20 ist der über Dioden mit der Basis beider Transistoren jeder Zählstufe verbundene ge meinsame Eingang bezeichnet, während mit 15 und 16 bzw. 21 und 22 getrennte Eingänge bezeichnet sind. 17 und 18 bzw. 23 und 24 sind die mit den Kollektoren verbundenen Ausgangsleitungen. Durch einen an den gemeinsamen Eingang 14 bzw. 20 angelegten positiven Impuls wird die Schaltung zum Kippen von der einen in die andere Ruhelage gebracht.
Wenn der Kollektor des jeweils ersten Transistors gemäss Fig. 1 mit dem gemeinsamen Eingang der nächsten Zählstufe verbun den ist, das heisst, wenn der Ausgang 17 bzw. 23 der einen Zählstufe mit dem Eingang 14 bzw. 20 der nächsten Zählstufe verbunden ist, bewirken die am Eingang der ersten Zählstufe ankommenden Impulse in der Zählkette eine Rückwärtszählung. Auch der Zweier-Teiler 3 ist mit Vorteil in der gleichen Weise aufgebaut, wobei der " Ausgangsimpuls vom Kollektor des zweiten Transistors der Kippschaltung abgenom men wird, da erst der zweite ankommende Impuls von der Schaltung durchgelassen werden muss.
Die Schaltungsanordnung 9 zur Übertragung des Standes des Zählers 7 auf den Teiler 4 in Fig. 1 um- fasst mit Vorteil eine Anzahl Und -Schaltungen, deren Und -Bedingung durch einen mittels eines Zeitgliedes 8 gegenüber dem Fortschaltimpuls ver zögerten Übertragungsimpuls erfüllt ist.
In Fig. 1 ist demnach jede Ausgangsleitung der einzelnen Zähl- stufen des Zählers 7 mit den Eingängen der Zählstufen des Teilers 4 über c Und -Schaltungen verbunden, an deren Eingängen ebenfalls der Ausgang des mit dem Fortschaltimpuls beaufschlagten Zeitgliedes 8 liegt.
Das Zeitglied 8 kann beispielsweise, wie in Fig. 1 dargestellt, eine monostabile Kippschaltung sein, deren Kippzeit grösser als die durch den Fortschaltimpuls bewirkte Veränderung des Standes des Zählers 7 sein muss. Anderseits muss die Beeinflussung der Und - Schaltungen und die nachfolgende Verstellung des Teilers 4 beendet sein, bevor am Eingang des Teilers der nächste wegabhängig erzeugte Impuls ankommt.
Bei Verwendung bistabiler Kippschaltungen als Zählstufen lassen sich gemäss Fig. 3 die Und -Schal- tungen besonders einfach gestalten. In der gezeigten Anordnung sind die Kollektoren der Transistoren einer Zählstufe 13 des Zählers über Widerstände mit den getrennten Eingängen der entsprechenden Zähl stufe 19 des Teilers verbunden, und zwar so, dass der Kollektor des ersten bzw. zweiten Transistors der Zählstufe 13 mit der Basis des zweiten bzw. ersten Transistors der Zählstufe 19 verbunden ist. Ferner ist die Ausgangsleitung 26 des Zeitgliedes 8 (vgl. Fig. 1) mit den beiden Eingängen der Zählstufe 19 über Kondensatoren verbunden.
Durch den leitenden Transistor der Zählstufe 13 wird die Basis-Vorspannung des jeweils anderen Transistors der Zählstufe 19 in positiver Richtung verschoben, ohne dass sich jedoch der Schaltzustand der Zählstufe ändert. Durch den vom Zeitglied 8 an- kommenden positiven Übertragungsimpuls wird nun der Transistor mit der in positiver Richtung ver schobenen Vorspannung gesperrt. Falls er leitend war, kehrt die Zählstufe ihren Schaltzustand um und weist dann den gleichen Schaltzustand wie die Zählstufe 13 auf. War dies bereits vorher der Fall, so bleibt der - Übertragungsimpuls ohne Wirkung.
Die Setzvorrichtung 12 in Fig. 1 erzeugt zur Bildung des vor Beginn des Zählvorganges benötigten Standes des Zählers 7 einen Impuls, der an den Eingang der betreffenden Zählstufen geführt ist. Ferner wird ein Impuls an den Eingang des Zweier- Teilers 3 so abgegeben, dass der Teiler erst den zweiten vom Weg-Impuls-Umsetzer ankommenden Impuls durchlässt.
Gleichzeitig gelangt ein Impuls von der Setzvorrichtung 12 an das Zeitglied 8, so dass der gebildete Stand des Zählers 7 wiederur-, auf den Teiler 4 verzögert übertragen wird und demnach zu Beginn des Zählvorganges Zähler und Teiler den gleichen Stand aufweisen.
Mit der beschriebenen Einrichtung gemäss Fig. 1, 2 und 3 wird eine wegabhängig parabelförmig ab nehmende Sollwertspannung erzeugt. Es ist aber auch möglich, zur Steuerung der Beschleunigung des An triebs eine parabelförmig ansteigende, beim Wert Null beginnende Sollwertspannung zu erzeugen. Zu diesem Zwecke ist der Zähler 7 für Vorwärtszählung ein zurichten. Es ist also jeweils in der Zählstufe 13 der Fig. 1 und 3 der mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbundene Ausgang 18 mit dem gemein samen Eingang der nächsten Zählstufe zu verbinden. Zudem ist mittels der Setzvorrichtung 12 der Zähler 7 auf null und der Teiler 4 auf eins zu stellen.
Die Übertragung des Standes des Zählers 7 auf den Teiler 4 muss zunächst unterbleiben. Der Zweier-Teiler 3 ist so zu setzen, dass er den ersten ankommenden Impuls durchlässt.
Device for controlling the speed of a drive The invention relates to a device for controlling the speed of a drive by generating a path-dependent parabolic setpoint voltage by means of digital path measurement.
When influencing the speed of drives, for example for machine tools or conveyor systems, the condition is set that the braking distance should be as short as possible and that a limited braking current is not exceeded, especially when braking or reversing. As is known, this condition leads to the requirement that the braking torque be constant, or with others. Words that the speed decreases linearly over time and parabolic over the path.
To regulate speed-controlled drives, a setpoint voltage that is decisive for the drive speed is used, which decreases linearly with time during the braking process or is parabolic depending on the path.
Control by means of a time-dependent voltage has the disadvantage that compliance with the stopping point or the turning point is not precise, since the distance covered can be influenced by changes in speed that are not caused by the control by the setpoint voltage.
It is therefore more advantageous to generate the setpoint voltage for the speed control as a function of the path, i.e. in a parabolic shape. This can be done, for example, in that the wiper of a potentiometer, from which the setpoint voltage is taken, is controlled by a cam.
A known device in which a path-dependent parabolic setpoint voltage is generated by means of digital path measurement has the advantage of greater accuracy and easier adaptation to different turning points and different speeds. A linearly decreasing analog voltage is derived from the digitally mapped braking distance, which is distorted by a diode circuit in such a way that it follows the required parabolic voltage as a "polygonal line".
The present invention also relates to a device for controlling the speed of drives by generating a path-dependent parabolic target value voltage by means of digital Wegmes solution.
It is characterized in that pulses generated depending on the path are fed to a divider which, when it reaches its adjustable partial ratio, sends a pulse to a counter connected to the output of the divider, the value of which gives the root value of the number of pulses generated as a function of the path, which is approximately one unit , wherein the counter is connected to a digital-to-analog converter to form the setpoint voltage, and that the counter is connected to the divider via a circuit arrangement for the subsequent transmission of the counter status to the divider as a new division ratio.
Compared to the known device, by means of which a linearly decreasing analog voltage is initially formed by means of digital simulation of the path, which is then deformed into a parabolic polygon course, the device according to the invention has the advantage of being simpler. To generate the analog setpoint voltage with a parabolic course, it is not necessary to record the entire number of the path-dependent generated pulses, only their root value. The graduation of the setpoint voltage is accordingly finer with the same effort.
In addition, the gradation is constant over the entire range of the control voltage and is not changed in the unfavorable sense by a diode circuit. The approximation to the exact parabolic shape is better than with a polygon, despite the lower effort.
In the device according to the invention, use is made of the property of the parabola that the increase of the square variable term is proportional to the value of the linearly variable term. In particular, for a parabola in which the factors of the variable terms are one, the increase in the quadratic variable term is twice as large as the value of the linearly variable term. For an ascending sequence of numbers, as represented by the number of incoming, path-dependent generated impulses, this means that the root value approximated to one unit always increases by one unit when the sequence of numbers itself has increased by twice the number of units than the root value is even.
This is illustrated in the table below. The first line contains an ascending sequence of numbers, while the second line shows the corresponding root value approximated to one unit.
EMI0002.0005
0
<tb> 1 <SEP> 2
<tb> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 617 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 (<SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 < SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 20
<tb> 0 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> <I> Table </I> The root value increases by one unit each time the sequence of numbers jumps from 2 to 3, from 6 to 7, from 12 to 13, etc., that is, when the number of jumps to the same root value units belonging to the sequence of numbers have become twice as large as the root value. The same considerations naturally also apply to a descending sequence of numbers.
Using the figures, the invention will be explained in more detail, for example.
Fig. 1 shows a device for generating a path-dependent parabolic decreasing setpoint voltage.
In Fig. 2, the course of the generated setpoint voltage is shown.
Fig. 3 shows an embodiment of the counting and sub-stages and the arrangement for transmitting the counter reading.
In Fig. 1, 1, 2 schematically denotes the path-to-pulse converter, which generates the path-dependent pulses. Such known converters to take for example as a position sensor a perforated disc 1, which is connected to the drive in a rigid relationship and which is photoelectrically scanned. The pulses generated by the scanning are transformed by a pulse shaper 2 in a manner suitable for the subsequent counting circuits.
The pulses are fed to a divider 3, 4, which is composed of a two-part divider 3 and a divider 4 connected downstream via line 5 with an adjustable division ratio. When the number of pulses corresponding to the set division ratio has passed through the input of the divider 4, the number of pulses generated by the distance-pulse converter being twice as large, the divider 4 outputs a pulse via the output line 6, which is sent to the input of the Counter 7, the status of which corresponds to the digital root value approximated to a unit of the number of pulses generated as a function of the path, is supplied.
The output pulse of the divider 4 is also connected via a timing element 8 to a circuit arrangement 9 for transmitting the status of the counter 7 to the divider 4 as a new division ratio. For this purpose, the output lines of the individual counting stages of the counter 7 are also connected to the circuit arrangement 9, as are the inputs of the corresponding stages of the divider 4.
To convert the digital root value into a corresponding analog value, the outputs of the counting stages of the counter 7 are connected to a digital-analog converter 10, at whose output 11 an analog voltage proportional to the setpoint voltage appears.
The device is completed by a setting device 12, by means of which the counter 7 and the dividers 3 and 4 are brought into the required initial state before the start of counting.
With regard to the transfer of the status of the counter 7 to the divider 4 as a new division ratio, it is advantageous if the divider 4 is also constructed in the manner of a counter, which is set by the circuit arrangement 9 after the counter 7 is incremented to the same status as this counter is brought. In this case, the divider 4, as shown in FIG. 1, is set up for counting down, so that the current status of the divider is reduced by one unit by each pulse arriving at its input and the divider emits an output pulse when it reaches the value zero the line 6 releases.
To explain the counting process, it is assumed, as stated, that a target value voltage that decreases in a parabolic shape as a function of travel is generated, as is the case when braking speed-controlled drives. The status of the counter 7 must therefore decrease as a function of the incoming, path-dependent generated pulses, so that a downward-counting counter must be provided.
If the analog setpoint voltage is to decrease over the distance to the value zero, an initial state must first be established which is determined by the distance from the starting point at which the braking process begins to the stopping point. This distance is expediently assigned such a number of path-dependent generated pulses that the counter 7 and divider 4 can initially be brought to the same level. This number N is given by the relationship N - n = -E- n, if n is the common value of numerator and divisor.
The impulses that the distance-impulse converter generates from the starting point onwards as a function of the path reduce the position of the divider 4 by one unit for every second impulse. When the value zero is reached, an incremental pulse appears on line 6, which decreases the reading of counter 1 by one unit. With a time delay, but before the next pulse arrives at the input of the divider 4, the incremental pulse is sent to the circuit arrangement 9 for transmitting the reading of the counter 7 to the divider 4, so that the reading of the counter 7, which is one unit smaller, is now the new division ratio is one less.
As a result, the next incremental pulse is emitted on line 6 after a number of pulses that have been generated as a function of the path, which is 2 smaller.
In Fig. 2, the output voltage of the digital-to-analog converter is shown as a function of the difference between a predetermined number and the number of wegab dependent generated pulses. This voltage, which is proportional to the setpoint voltage, amounts to 10, for example, at the output point. Then, the entire braking distance must be assigned to the relationship N = n2 + n = 110, path-dependent generated pulses. Counter 7 and divider 4 must both be brought to the level corresponding to the number 10. After 20 generated pulses, the divider 4 reaches the value zero and emits the incremental pulse that lowers the counter 7 to the value 9.
Subsequently, the timer 8 and the circuit arrangement 9 also bring the divider 4 to this new status with the value 9. The next incremental pulse is emitted after a further 18 pulse-dependent generated pulses and brings the counter 7 to the status with the value 8 etc. If the speed of the position-pulse converter, i.e. the drive, tracks the output voltage of the digital-analog converter, this output voltage runs in a stepped parabolic manner over the path. It can be useful to smooth down the steps by adding time elements or current limiting.
Counters, dividers, circuit arrangements for transferring the status of a counter, timers and digital-to-analog converters are known in various embodiments. For example, decadic counting arrangements can be used for counters and dividers. Counters and dividers that are constructed from binary counting stages, as represented by known bistable multivibrators, are particularly advantageous. In FIG. 1, such flip-flops are shown schematically as counting stages in the counter 7 and in the divider 4.
In Fig. 3 is an embodiment example of the counting stages shown schematically in Fig. 1 13 and 19, which are equipped with transistors. The counting stages 13 and 19 each have two pnp transistors, which are coupled in a known manner by RC elements from the collector of one to the base of the other transistor, the collectors being connected to a negative DC voltage towards the zero point and each Base is connected to a positive bias voltage via a resistor.
With 14 and 20 of the diodes connected to the base of both transistors of each counting stage ge common input is referred to, while with 15 and 16 or 21 and 22 separate inputs are referred to. 17 and 18 or 23 and 24 are the output lines connected to the collectors. A positive pulse applied to the common input 14 or 20 causes the circuit to tilt from one rest position to the other.
If the collector of the respective first transistor according to FIG. 1 is connected to the common input of the next counting stage, that is, if the output 17 or 23 of one counting stage is connected to the input 14 or 20 of the next counting stage, they cause pulses arriving at the input of the first counting stage in the counting chain. The two-part divider 3 is also advantageously constructed in the same way, the "output pulse being removed from the collector of the second transistor of the flip-flop circuit, since the circuit first has to let through the second incoming pulse.
The circuit arrangement 9 for transmitting the status of the counter 7 to the divider 4 in FIG. 1 advantageously comprises a number of AND circuits, the AND condition of which is met by a transmission pulse delayed by a timing element 8 compared to the incremental pulse.
In FIG. 1, therefore, each output line of the individual counting stages of the counter 7 is connected to the inputs of the counting stages of the divider 4 via c AND circuits, at whose inputs the output of the timing element 8 to which the incremental pulse is applied.
The timing element 8 can, for example, as shown in FIG. 1, be a monostable trigger circuit, the trigger time of which must be greater than the change in the status of the counter 7 caused by the incremental pulse. On the other hand, the influencing of the AND circuits and the subsequent adjustment of the divider 4 must be ended before the next path-dependent generated pulse arrives at the input of the divider.
When using bistable multivibrator circuits as counting stages, the AND circuits can be designed particularly simply according to FIG. 3. In the arrangement shown, the collectors of the transistors of a counting stage 13 of the counter are connected via resistors to the separate inputs of the corresponding counting stage 19 of the divider, in such a way that the collector of the first or second transistor of the counting stage 13 is connected to the base of the second or first transistor of the counting stage 19 is connected. Furthermore, the output line 26 of the timing element 8 (cf. FIG. 1) is connected to the two inputs of the counter stage 19 via capacitors.
Due to the conductive transistor of the counter stage 13, the base bias of the respective other transistor of the counter stage 19 is shifted in the positive direction, but without changing the switching state of the counter stage. As a result of the positive transmission pulse arriving from the timing element 8, the transistor with the bias voltage shifted in the positive direction is now blocked. If it was conductive, the counter stage reverses its switching state and then has the same switching state as the counter stage 13. If this was already the case before, the - transmission pulse has no effect.
The setting device 12 in FIG. 1 generates a pulse to form the status of the counter 7 required before the start of the counting process, which pulse is fed to the input of the relevant counting stages. Furthermore, a pulse is delivered to the input of the divider 3 in such a way that the divider only lets through the second pulse arriving from the distance-to-pulse converter.
At the same time, a pulse from the setting device 12 arrives at the timing element 8, so that the value formed by the counter 7 is transmitted again with a delay to the divider 4 and accordingly the counter and divider have the same reading at the beginning of the counting process.
With the device described according to FIGS. 1, 2 and 3, a path-dependent parabolic from decreasing setpoint voltage is generated. But it is also possible to control the acceleration of the drive to generate a parabolic increasing setpoint voltage starting at zero. For this purpose, the counter 7 is to be set up for counting up. It is therefore in each case in the counting stage 13 of FIGS. 1 and 3 of the output 18 connected to the collector of the second transistor to be connected to the common input of the next counting stage. In addition, the counter 7 is to be set to zero and the divider 4 to one by means of the setting device 12.
The transfer of the status of the counter 7 to the divider 4 must initially be omitted. The divider 3 is to be set in such a way that it lets the first incoming pulse through.