DD239678A1 - Verfahren und anordnung zur messsignalauswertung in phasengeregelten antrieben - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Messsignalauswertung in phasengeregelten Antrieben die mit phasenmodulierenden Messsystemen arbeiten. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Anordnung zu dessen Realisierung zu schaffen, die es erlaubt, innerhalb einer Periode der Massverkoerperung des Messsystems beliebig viele Rotor- bzw. Laeuferpositionen ohne einen Quantisierungsfehler einzustellen, aber auch eine Bewegung mit geringer konstanter Geschwindigkeit und gutem Gleichlauf ermoeglichen. Weiterhin soll durch die Messsignalverarbeitung keine zusaetzliche Totzeit im Lageregelkreis entstehen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass ein Referenzsignal und ein Messsignal, dessen Phasenverschiebung gegenueber dem Referenzsignal den Bewegungsverlauf beschreibt, einem Phasendetektor zugefuehrt werden, dessen Ausgangssignal im Phasenregelkreis zur Lageregelung als Regelabweichung zur Feinpositionierung dient. Dabei wird die Phase eines der beiden Messsignale zusaetzlich um einen Betrag verschoben, der einer geforderten Feinposition entspricht. Mit einem steuerbaren Phasenschieber kann so auch innerhalb einer Periode der Massverkoerperung des Messsystems jede beliebige Position eingestellt werden. Um Periodenfehler zu vermeiden werden Phasenspruenge von 360 auf 0 bzw. 0 auf 360 numerisch erfasst und zur Grobregelung verwendet. Ist die Steuerfrequenz fuer den steuerbaren Phasenschieber konstant, entsteht auch bei kleinen Geschwindigkeiten eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit und gutem Gleichlauf.
Description
Hierzu 5 Seiten Zeichnungen ,
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Auswertung von phaserimodulierten Meßsignalen, die beispielsweise in einem inkrementalen Meßsystem entstanden sind, in geregelten Antrieben.
Die Erfindung kann in geregelten Antrieben zur Positionierung mit großer Auflösung und Genauigkeit sowie zur Erzeugung von Bewegungsvorgängen mit konstanter Geschwindigkeit und gutem Gleichlauf, insbesondere bei kleinen Geschwindigkeiten, Anwendung finden. ' .
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ·
Zur inkremeniajen digitalen Lagesteuerung sind verschiedene Verfahren bekannt. Verfahren mit offener Steuerung, z. B. Schrittantriebe, erfordern nur einen geringen Aufwand zur digitalen Signalverarbeitung. Nachteilig ist bei diesen Antrieben der bei Gegenkräften oder Gegenmo.menten auftretende Positionsfehler. Bei Schrittmotoren bestehtauch die Gefahr von Schrittverlusten, wenn bestimmte Grenzwerte bei der Beschleunigung bzw. beim Bremsen des Antriebes überschritten werden. Gegenüber trägheitsarmen Gleichstrommotoren vergleichbarer Leistung haben Schrittmptore größere Massenträgheitsmomente und-einen geringen Wirkungsgrad.
-2 - ZdiS fr/8
Geregelte inkrementale Antriebe weisen diese Nachteile nicht auf. Zur Positionserfassung ist jedoch ein Meßsystem erforderlich, welches die erreichbare Genauigkeit und Auflösung des Antriebes wesentlich mitbestimmt. . *
Bekannte phasenmoduiierende Meßsysteme arbeiten mit einer digitalen zyklisch absoluten Auswertung. In Signer, A.: Wegmerssung mit Inductosyn. Werkstatt und Betrieb 108 (1975) 8, S. 507-513, der DD-PS 142 S. 16, der DE-PS 2837108 und Barth, W.; Gerstenberger, H.; Hercht, J.; Reichel, F.: Robotersteuerung IRS600. radio fernsehen elektronik 31 (1982) H.9,S.563-591 sind verschiedene Möglichkeiten zur phasenzyklischen Auswertung für die bekanntesten Vertreter pbasenmodulierender Meßsysteme. Resolver und Inductosyn, dargestellt. Die Auswertung der phasenmodulierten Meßsignale in fotoelektrischen Meßsystemen ist in den DD-PS 128338, DE-AS 1303733 und DD-PS 206424 gezeigt.
Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß zur Meßwertinterpolation die den Bewegungsverlauf beschreibende Phasenverschiebung mit den Impulsen einer Taktfrequenz fr ausgezählt wird. Der erreichbare Irtterpolationsfaktorq wird durch das Verhältnis der Taktfrequenz zur Ansteuerfrequenz fui für das phasenmoduiierende Meßsystem bestimmt. Wegen des periodischen Auszählens der Phasenverschiebung ist eine gewisse Zählzeit notwendig, bis der aktuelle Meßwert zur Verfügung steht. Diese Zählzeit ist von der Phasenverschiebung und der Ansteuerfrequenz f|« abhängig; Für eine Phasenverschiebung von nahe 3βΟ° erreicht die Zählzeit einen Wert von nahezu Tm = J_ „
'. , fM' . '
Infoige von Gatterlaufzeiten ist bis zum Start des nächsten Zählzyklus eine Erholzeit von einer Periodendauer der Ansteuerfrequenz notwendig. Die ailein durch die Meßsignalauswertung verursachte Totzeit im Regelkreis des Antriebes kann also 2TM erreichen.
Einer beliebigen Verkleinerung von TM sind Grenzen gesetzt, da die Taktfrequenz fT nicht beliebig groß gewählt werden kann. Mit der Standard TTL-Technik kann fT etwa 20MHz betragen. Bei einem geforderten Interpolationsfaktor von q = 1000 kann die Totzeit 0,1 ms erreichen. Γ
Bei hochdynamischen Antrieben können aufgrund der durch die Meßsignalverarbeitung bedingten Totzeit die von den anderen Elementen des Antriebs her gegebenen Parameter nicht erreicht werden.
Ein weiterer Nachteil ist der durch die digitale Darstellung des interpolierten Meßwertes entstehende Quantisierungsfehler. Soll beispielsweise eine 10OOfache Schritteilung der Maßstabsperiode mit einer Genauigkeit von 1 % erreicht werden, muß ein Interpolationsfaktor von q = 100000 realisiert werden.
Gegenüber einer 10OOfachen Schritteilung ohne Quantisierungsfehler entsteht bei der bekannten Meßsignalauswertung ein wesentlich größerer Aufwand. x
Die beim Einsatz der Standard TTL-Technik entstehende Totzeit für den Interpolationsfaktor q = 100000 beträgt 10 ms und ist damit für schnelle Antriebe nicht tragbar.
Ein weiteres Problem besteht bei Antrieben in der Erzeugung sehr langsamer Bewegungen (z.B. 0,05mm · s"1) mit konstanter Geschwindigkeit und gutem Gleichlauf. Dabei ist in geregelten Antrieben die Bereitstellung eines der Geschwindigkeitproportionalen Istwertsignales geringer Welligkeit von.großer Bedeutung. Bekannte Anordnungen wie z. B. Tachogeneratoren liefern bei kleinen Geschwindigkeiten ein zu geringes Ausgangssignal. Um eine ausreichend kleine Welligkeit des Geschwindigkeitssignales zu erreichen, ist ein hoher Aufwand notwendig.
Ziel der Erfindung
Es ist deshalb Ziel der Erfindung, die genannten Nachteile zu überwinden und ein einfaches Verfahren sowie eine Anordnung zu schaffen, die es erlauben, innerhalb einer Maßstabsperiode des phasenmodulierenden Meßsystems beliebig viele Positionen ohne einen Quantisierungsfehler einzustellen, aber auch eine Bewegung mit geringer konstanter Geschwindigkeit und gutem Gleichlauf ermöglichen. - -
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen geregelten Antrieb, dessen!Meßsystem mindestens ein phasenmoduliertes Meßsignal liefert, auch innerhalb einer Grundperiode der Meßsignale beliebig viele Objektpositionen ohne einen Quantisierungsfehler einzustellen.
Es soll ebenfalls eine Bewegung mit einer geringen konstanten Geschwindigkeit möglich sein. Die Positioniergenauigkeit und der Gleichlauf sollen unabhängig von Amplitudenschwankungen der Meßsignale sein.
Weiter liegt die Aufgabe zugrunde, diese Forderungen mit einem geringen Aufwand im Meßaufnehmer zu realisieren.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Verfahren und einer Anordnung zur Meßsignalauswertung in phasengeregelten Antrieben, bei dem mindestens ein Referenzsignal und ein Signal, dessen Phasenverschiebung gegenüber dem Referenzsignal den Bewegungsverlauf beschreibt, vorliegen.
Die beiden Meßsignale werden einem Phasendetektor zugeführt, dessen Aüsgangssignal in einem Phasenregelkreis zur Lageregelung als Regelabweichung zur Feinpositionierung dient, wobei die Phase eines der beiden Meßsignale zusätzlich um einen Betrag verschoben wird, der einer geforderten Feinpositipn entspricht. Phasenabweichungen der dem Phasendetektor des Lageregelkreises zugeführten Signale von größer 360° bzw. kleiner 0°werden>numerisch erfaßt und zur Grobregelung auf die Soliperiode der Meßsignale benutzt. Innerhalb der Sollperiode ist als Regelabweichung nur die analoge Ausgangsspannung des Phasendetektors zur Lageregelung wirksam.
Die Funktion der Ausgangsspannung des Phasendetektors in Abhängigkeit vom Istwert χ ist streng linear. Für κ - w = + -E-
ist . . ' . .' ' . ' ,
die Zuordnung der Ausgangsspannung des Phasendetektors zur Regelabweichung e = χ - w absolut. Außerhalb dieses Bereiches setzt die Grobregelung ein.
Die Feinposition innerhalb der Sollperiode wird mit einem steuerbaren Phasenverschieber vorgegeben. Der Nulldurchgang der Ausgangsspannung des Phasendetektors und damit die Sollage innerhalb der Sollperiode ist damit durch die Phasenverschiebung festgelegt, die vorzugsweise das Referenzsignal durch den Phasenschieber erfährt. Damit sind innerhalb der SollDeriode beliebia viele Positionen ohne Quantisierungsfehler einstellbar.
-3- 233 Ö/S
Wird ein Laufzeitglied eingesetzt, dessen Laufzeit kontinuierlich oder in Schritten einstellbar ist, kann die Erzeugung der zusätzlichen Phasenverschiebung auf eine Zeitmessung zurückgeführt werden, die mit bekannten technischen Mitteln relativ leicht und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ist die Digitalisierung der Meßsignale, weil die Einstellung der zusätzlichen Phasenverschiebung auf einfache Weise, beispielsweise mit einem monostabilen Multivibrator, möglich ist.
Die Feinposition wird vom Verhältnis der Haltezeit des monostabilen Multivibrators zur Periodendauer der Meßsignale bestimmt. Bei diesem Prinzip hat jedoch die Konstanz der Meßsignalfrequenz und der Haltezeit Einfluß auf die Feinppsition. Es wird deshalb eine erfindungsgemäße Anordnung vorgeschlagen, bei der die zusätzliche Phasenverschiebung von einer digitalen Schaltung erzeugt wird, die mit der Meßsignalfrequenz phasenstarr gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme können sich Frequenzänderungen der Meßsignale nicht auf die Feinposition auswirken. ,
Eine Bewegung mit kleiner konstanter Geschwindigkeit undgutem Gleichlauf wird erreicht, wenn die zusätzliche „ Phasenverschiebung zur Feinpositionierung kontinuierlich geändert wird.
Das heißt die Steuerfunktion für den Phasenschieber ist linear und kann deshalb mit einfachen technischen Mitteln erzeugt werden. Der Anstieg dieser Steuerfunktion bestimmt die Größe der Fahrgeschwindigkeit/Um eine Bewegung über mehrere Rasterperioden zu erreichen, ist eine Synchronisation zwischen der Steuerfunktion und der Motorbewegung notwendig. Das heißt wenn die Phasenverschiebung des Meßsignales, dessen Phasenverschiebung gegenüber einem Referenzsignal den Bewegungsverlauf beschreibt, gegenüber dem Referenzsignal von 360° auf 0° springt, wird der Generator für dielineare ' Steuerfunktion erneut ausgelöst. Das Synchronsignal kann beispielsweise durch Differentation des Ausgangssignales eines zusätzlichen Phasendetektors gewonnen we'rden. Dieser Phasendetektor erfaßt die Phasenverschiebung zwischen dem Referenzsignal des Meßsystems und dem Meßsignal, dessen Phasenverschiebung den Bewegüngsverlauf beschreibt. Die Erfindung kann in allen geregelten Antrieben angewendet werden, deren Meßsysteme mindestens ein Referenzsignal und ein phasenmoduliert Signal, dessen Phasenverschiebung gegenüber dem Referenzsignal den Bewegungsverlauf beschreibt, liefern.
Derartige Meßsignale können mit induktiven, magnetischen, kapazitiven, fotoelektrischen öder interferenziellen Aufnehmern erzeugt werden. ' k · , ^ < : .
Ausführungsbeispiel
Die Erfindungsoll anhand folgender in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: ' , -
Fig. 1: Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Gewinnung der Regelabweichung für die
Feinpositionierung. '·„...'. ..
Fig. 2: Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erzeugung der zusätzlichen
Phasenverschiebung mit einer phasengekoppelten Logik
Fig. 3: Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erzeugung der zusätzlichen
Phasenverschiebung mit einem weiteren Phasenregelkreis. ,
Fig. 4: Eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Feinpositionierung in einem mikrorechnergesteuerten Antrieb. Fig. 5: Eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Erzeugung einer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit und
gutem Gleichlauf. .
In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Gewinnung der Regelabweichung für die Feinpositionierung in Antrieben mit phasenmodulierenden Meßsystemen gezeigt. Dazu werden in einem Sinus'-Kosinus-Generator 1 die Ansteuersignaleu! und u? für das phasenmodulierende Meßsystem 2 erzeugt. Die Ausgangsspannung u3 des Meßsystems 2 hat eine Istgröße χ proportionale Phasenverschiebung α gegenüber der Referenzspannung Ui. Mit dem steuerbaren Phasenschieber 4 wird die Phase der Referenzspannung Ui in Abhängigkeit von der Führüngsgrößew um einen zusätzlichen Phasenwinkel β verschoben. Dem Phasendetektor 3, dessen Ausgangssignal als Feinregelspannung bzw. Regelabweichung für den Lageregelkreis dient, werden die Meßsystemspannung U3 und die zusätzlich um den Phasenwinkel β phasenverschobene Spannung u4zugeführt. Der Nulldurchgang der Feinregelspannung und damit die Soll-Feinposition kann jetzt mit Hilfe der Führungsgröße w an jede beliebige Stelle innerhalb der Sollperiode ps gelegt werden. Die Feinregelspannung ist je nach dem verwendeten Phasendetektor in einem Bereich von mindestens+ y um ihren Nulldurchgang eindeutig und linear. Übersteigt die Regelabweichung diesen Bereich, setzt die Grobregelung ein, und führt den Läufer so, daß der eindeutige Bereich der Feinregelspannung wieder erreicht wird. Als Schaltkriterium für die Grobregelung dienen die steilen Flanken der Feinregelspannung an den Grenzen des , eindeutigen Bereiches. ' .
Eine Anordnung zur Erzeugung der zusätzlichen Phasenverschiebung mit einer phasengekoppelten Logik ist in Fig. 2 gezeigt. Ein Taktgenerator 5 steuert den digitalen Sinus-Kosinus-Generator 6 an, der gleichzeitig eine Frequenzteilung der Taktfrequenz fx auf die Meßsignalf requenz fM vollzieht. Die Ausgangsspannung U3 des Meßsystems wird mit einem Komparator 8 digitalisiert und dem digitalen Phasendetektor 9 zugeführt. Die, Referenzspannung Ui wird mit dem Komparator 7 digitalisiert und steht als digitales Referenzsignal Ui d zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung. Der programmierbare Zähler 16 arbeitet als Teiler, der aus der Taktfrequenz fr die Referenzspannung U40 mit der Frequenz ί&, und einer zusätzlichen Phasenverschiebung erzeugt. Der Phasenwinkel β wird von der Führungsgröße für die Feinposition Wfein bestimmt. '
Der um den Phasenwinkel gegenüber dem Referenzsignal U1 phasenverschobene Umlauf des programmierbaren Zählers 16 wird erreicht, indem der programmierbare Zähler 16 zum Periodenbeginn des Referenzsignales u, auf den von der Führungsgröße Wpoin vorgegebenen Zählwert gesetzt wird. Der Phasenwinkel ist bei dieser Anordnung von Frequenzschwankungen der Taktfrequenz fr unabhängig.
Für den notwendigen Zähiumfang des programmierbaren Zählers gift bei einem geforderten Interpoietionsfaktor q:
Im Phasendetektor 9 wird die Phasenlage der Spannung u3o bezüglich der Referenzspannung u4D bestimmt Das analoge Ausgangssignal dieses Phasendetektors dient als Feinrsgelspannungupein. Der Phasendetektor 9 enthält eine Periodenlogik, die bei Phasensprüngen von 0° nach 360° bzw. von 360° nach 0° vorwärts- bzw. rückwärts-Zählimpulse ZV bzw. ZR für den Periodenzähler 10 erzeugt. Mit dem digitalen Subtrahieren 11 wird aus dem numerischen Istwert für die Grobposition Nx und dem Grobsollwert wGrOb die Regelabweichung für die Grobpositionierung gewonnen, die über den DA-Umsetzer 12 und den Summierer 14 auf den analogen Lageregler einwirkt. Der Vergleicher 15 schaltet über den elektronischen Schalter 13 die Feinregelspanung auf, wenn die Sollperiode erreicht ist. Damit tritt kein Quantisierungsfehler auf. Zur Unterdrückung der Stufigkeit des Ausgangssignales vom DA-Umsetzer 12 kann der elektronische Schalter 13 sowie der Vergleicher 15 entfallen, wodurch eine ständige Summation der Grob-und Feinregelspannung erfolgt. t ,
Fig.3 zeigt die Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erzeugung der zusätzlichen Phasenverschiebung β mit einem weiteren Phasenregelkreis. Die Ansteuersignale Ui und U2 für das Meßsystem 13 haben die Frequenz fM und werden mit einem Generator 18 erzeugt. Der zusätzliche Phasenregelkreis, bestehend aus dem Teiler 23, dem Phasendetektor 24, dem Schleifönfilter 25 und dem spannungsgesteuerten Oszillator 26 erzeugt das phasenstarr an die digitalisierte Referenzspannung gekoppelte Taktsignal Ut mit der Frequenz fj. Aus dem Taktsignal wird mit dem Teiler 27 das Referenzsignal u4o für den Phasehmodulator21 gewonnen. Die Frequenz des Referenzsignales u4D entspricht der Generatorfrequenz fM. Durch die Führungsgröße wpein wird die zusätzliche Phasenverschiebung des Referenzsignales u4D gegenüber der Referenzspannung U1, und damit die Feinposition, bestimmt. 1
Für den Teilungsfaktor der Teiler 23 und 27, N bzw. den Interpolationsfaktor gilt:
Aufgrund der phaseristarren Kopplung des Referenzsignales u4q mit der Referenzspannung Ui haben Frequenzänderungen des Generators 18 keinen Einfluß auf die Positioniergenauigkeit.
Fig.4 zeigt die schematische Darstellung einer Anordnung zur Feinpositionierung in einem mikrorechnergesteuerten Antrieb.
Ein Generator 33 erzeugt die Ansteuerspannungen U1 und U2 für das phasenmodulierende Meßsystem 32. Die als Referenz
benutzte Spannung U1 wird mit dem Komparator 34 digitalisiert. .
Mit dem als Laufzeitglied verwendeten monostabilen Multivibrator 35 wird eine zusätzliche Phasenverschiebung des Referenzsignales u4D gegenüber der Referenzspannung U1 erreicht. Die zusätzliche Phasenverschiebung und damit die Feinposition wird durch den Mikrorechner 40 mit dem Steuerwort DF über den DA-Umsetzer 36 als Steuerspannung ustfür den monostabilen Multivibrator 35 vorgegeben.
Aus dem digitalisierten phasenmodulierten Meßsignal u3[j und dem Referenzsignal u4D wird im Phasendetektor 38 die analoge Feinregelspannung Upein gewonnen. Mit der im Phasendetektor 38 enthaltenen Periodenlogik werden bei Phasensprüngen von 360° nach 0° oder von '0° nach 360° die Periodenzählimpulse ZV und ZR zur Grobregelung auf die Sollperiode erzeugt. Die Periodenzählimpulse ZV und ZR werden im Mikrorechner 40, der als digitaler Regler arbeitet, ausgewertet. Die Stellgröße zur Grobregelung wird mit dem Steuerwort DG über den DA-Umsetzer 28 und den Summierpunkt 29 an den Leistungsverstärker 30 ausgegeben.
ist die Sollperiode erreicht, aktiviert der Mikrorechner 40 mit dem elektronischen Schalter 39 die Feinregelung. Die Stellgröße des Feinreglers 41 wird über den Summierpunkt 29 ebenfalls dem Leistungsverstärker 30 zugeführt, der den Motor 31 ansteuert.
Eine Bewegung mit konstanter Fahrgeschwindigkeit entsteht, wenn der Mikrorechner 40 das Steuerwort DF kontinuierlich in kleinen Schritten verändert.
Rg. 5 zeigt die schematische Darstellung einer Anordnung zur Erzeugung einer Bewegung mit konstanter Fahrgeschwindigkeit und gütern Gleichlauf.
Der Generator 41 erzeugt die Ansteuerspannungen Ui und U2 für das phasenmodulierende Meßsystem 42. Der Phasendetektor 43, dessen Ausgangsspannung als Feinregelspannung Uran dient, vergleicht die Phase der phasenmodulierten Ausgangsspannung u3 des Meßsystems mit dem Referenzsignal U4. Mit dem Phasenschieber 44 kann die Phase der Referenzspannung U1 zur Gewinnung des Referenzsignales U4 kontinuierlich verschoben werden. Die Steuerung des Phasenschiebers erfolgt mit der Steuerspannung ust, wobei der Zusammenhang zwischen der Steuerspannung uSt und der Größe der Phasenverschiebung durch den Phasenschieber 44 linear ist.
Der Steuerspannungsgenerator 44 erzeugt eine lineare Funktion, deren Anstieg durch die Führungsgröße w, zur Vorgabe der Sollgeschwindigkeit, bestimmt wird. Nach der Bewegung um eine Periode der Maßverkörperung muß der Steuerspannungsgenerator 46 erneut ausgelöst bzw. synchronisiert wurden. Die Synchronisation muß immer dann erfolgen, wenn die Phasenverschiebung zwischen der Referenzspannung Ui und dem Meßsignal U3 von 360° auf 0° bzw. von 0° auf 360° springt. Die Synchronisationssignale Sync werden mit der Periodenlogik des Phasendetektors 45 gewonnen. Die Synchronisation erfolgt stets zum richtigen Zeitpunkt, weil als Kriterium zur Auslösung eines Synchronimpulses direkt das Meßsignal U3 herangezogen wird.
Zur Überwachung des Gleichlaufes und des absoluten Wertes der Geschwindigkeit wird das analoge Ausgangssignal des Phasendetektors 45 herangezogen. Nach dem Differenzierer 47 erhält man eine der Bewegungsistgeschwindigkeit proportionale Spannung.
Diese Spannung wird im Vergleicher 48 mit der Führungsgröße w für die Geschwindigkeit verglichen. Entsprechend der
geforderten Geschwindigkeitskonstanz bzw. dem geforderten Gleichlauf gibt der Vergleicher bei Uberschreitunge.n
vorgegebener Toleranzen ein Fehlersignal FS aus. .
Claims (12)
1. Verfahren zur Meßsignalauswertung in phasengeregelten Antrieben, bei dem mindestens ein Referenzsignal und ein Signal, dessen Phasenverschiebung gegenüber dem Referenzsignal den Bewegungsverlauf beschreibt, vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Signale einem Phasendetektor zugeführt werden., dessen Ausgangssignal im Phasenregelkreis zur Lageregelung als Regelabweichung zur Feinpositionierung dient, wobei die Phase eines der beiden Meßsignale zusätzlich um einen Betrag verschoben wird, der einer geforderten Feinposition entspricht. , . '
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Phasenabweichungen der dem Phasendetektor des Lageregelkreisss zugeführten Signale von größer 360° bzw. kleiner 0° numerisch erfaßt und zur Grobregelung benutzt werden.
3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Bewegung mit konstanter Fahrgeschwindigkeit der Phasensollwert für den Phasenregelkreis zur Lageregelung entsprechend der geforderten Geschwindigkeit' kontinuierlich verändert wird.
4. Anordnung zur Meßsignalauswertung in phasengeregelten Antrieben gemäß den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der zusätzlichen Phasenverschiebung, vorzugsweise des Referenzsignales, mindestens ein steuerbarer Phasenschieber vorhanden ist. ..-·. -
5. Anordnung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Laufzeitglied, dessen Verzögerungszeit kontinuierlich oder in Schritten einstellbar ist, vorhanden ist. .
6. Anordnung zur Meßsignalauswertung in phasengeregelten Antrieben gemäß Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein digitaler Phasendetektor vorgesehen ist, dem ein erstes Meßsignal direkt sowie ein zweites Meßsignal mit einer zusätzlichen Phasenverschiebung zugeführt wird, wobei der digitale Phasendetektor ein analoges Ausgangssignal liefert.
7. Anordnung nach den Punkten 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Referenzsignales für den Phasendetektor des Lageregelkreises ein Frequenzteiler, dessen Teilerfaktor dem Interpolationsfaktor q entspricht, vorgesehen ist, welcher einen Grundtakt mit der q-fachen Frequenz der Ansteuersignale des Meßsystems teilt, wobei der Frequenzteiler gegenüber der Ansteuerfrequenz des Meßsystems mrt einem einstellbaren Phasenversatz umläuft, dereiner gefordeten Feinposition entspricht,
8. Anordnung nach den Punkten 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Ansteuersignale für das phasenmodulierende Meßsystem ein digitaler Sinus-Kosinus-Generator vorgesehen ist, der mit dem Grundtakt angesteuert wird. .
9. Anordnung nach den Punkten 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenzteiler mit einem Teilerfaktor q vorgesehen ist, dessen Ausgangsimpulse einen analogen Sinus-Kosinus-Generator zur Gewinnung der notwendigen Ansteuersignale für das phasenmodulierende Meßsystem synchronisieren. " ,
10. Anordnung nach den Punkten 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem zusätzlichen Phasenregelkreis, der auf ein Meßsignal synchronisiert ist, das Referenzsignal, mit einer der Feinposition entsprechenden Phasenverschiebung, für den Phasendetektor des Lageregelkreises gewonnen wird. ; ' ,
11. Anordnung naGh den Punkten 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit zur Steuerung der zyklischen Synchronisation mindestens ein zusätzlicher Phasendetektor vorgesehen ist, dem das Referenzsignal des Meßsystems ohne zusätzliche Phasenverschiebung sowie das Meßsignal, dessen Phasenverschiebung den Bewegungsverlauf beschreibt, zugeführt wird.
12. Anordnung nach den Punkten 4 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe der Sollphasenlage des Phasenregelkreises zur Lageregelung eine programmierbare Logik vorgesehen ist.
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-
1986
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Also Published As
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|---|---|
| DE3619355A1 (de) | 1987-02-05 |
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