DE1513427A1

DE1513427A1 - Anordnung zur Steuerung von Verstellungen

Info

Publication number: DE1513427A1
Application number: DE19651513427
Authority: DE
Inventors: Andre Jeannin; Michel Leroi
Original assignee: ETUDE ET LA REALISATION DES PR
Current assignee: ETUDE ET LA REALISATION DES PR
Priority date: 1964-01-03
Filing date: 1965-01-04
Publication date: 1969-10-16
Also published as: FR1390284A; GB1048950A; CH422114A; US3394294A

Description

UuCIiSTE POUR L'E'üTJiJE jJT LA afiALIS.VJ¹ Γύΐ i'LEC'.-lRONIQUHS DE OnLGUL "AIiALAG" 101, Boulevard Murat, Paris (I6^e)

Anordnung 7AIr Steu^run ■ von V- ca

j-Jk.} iiuiin in be.;ti^r aii:e;) HiIlen tiot.v/en t L■..· r;eln, Binem ..echunisehen Teil eine ¹·-γηπθ inn,¹; n- oh vn.riem vor_; ^<;! -ebenen 'j r,(-ybz zu erteilen ο

0;i.:n "Problem if/t :ö:iondera dünn ach 1 ;ri_£> ;λ\ 1ϋ -.^n, ^^;.ΐη die Verstellung des ^ri-äilf3 dur«:. ai^ '^irv/i-rkunr eines ilotors ^-3:; t;eiu;rt wird, 1er au, uw.i 'J ei : ein:; Kr^it o.i ;r ein Drehmoment ausübt, und ^;ent; die von ier Ieühvn ndi.-rk:eit abh-i-i/ü^en '/idei-styna^kr^.*'te oiiot.· "-'ider- : a moment 8 sehr .;uring und dc^or-'u r tonend lie oder Tri^iieinntnomeni;'? vorhe .'rnch

. :;o 'Viel der Erfindung ist die Schaffung einer •"•n-rdnung, bei der dienes Problem gelost i:;t.

BAD Ofiio.r.'AL

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Bei

BeL der nach der Erfindung ausgeführten Anordnung zur Steuerung der Verstellung eines mechanischen Teils wird fliese Verstellung durch ein Signal, beiBpielaweise eine elektrische Steuerspannung gesteuert, die ein von du al oignal abhängiges Drehmoment erzeugt, welches da« Tei ' in Drehung versetzt.

ils ijind Iiasa nahmen getroffen, damit bei der Bildung die.sös Signals verschiedene physikalische Elemente boriiclc.-siaht Igt werden, welche auf die Vorstellung des Veil.;j einwirken, mit anderen Worten also die 'bertrv. ■untr.-jfluiiibion, welche dan Drehmoment mit dem Signal V:.'r:riüpf t, und d Io Zuordnung lot im wesentlichen :i i^jutiz? i cune t durch ein p-rittis Simul/itornetzwork , das an noitiem ^ing&ng dan 'M^; η a L e rip fängt und π η meinem AA'u.üi;^ring ein dem Drehmoment proportionales, u.u. der Beschleunigung de:i Teils proportlon-.ilos zweites Signal abgibt, und durcii ein zweitas oLiiiul:-"! tornntawarlc, ä-.:H an udinsjm -vltif^ing da:-3 zweite ■j ι final e;:,i£.iti.jt und an seinem Ausgang ein Korreütursie'tiM 1 abgibt, das bei der Bl.].dung den ütouersignul.s '-'-'t '/ird.

Jie -jt£in-i.'ui'- wird naciustohend an Hand der Ze chnung boiapielshalber beschrieben. Darin zeigen:

ffig»1 909842/1325

BAD ORIGINAL

Pig.1 das Prinzipschema der erfindungs emässen Anordnung., Fig.2 daa Blockschaltbild eines Aus!" hrungsbeisp iels und Fig«3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Fig.1 zeigt eine Vorrichtung 1( nachstehend Hotor genannt), die unter der Wirkung einer jüingnngsspannung U ein Drehmoment C abgibt, dessen Vorzeichen und üturke von dem Wert der Spannung U abhängen, so dass dos Drehmoment 0 mit der Spannung U durch eine Beziehung C= f (U) verknüpft ist, die nichts anderes ale die Übertr «gun τ::funktion der Vorrichtung ist.

An die Vorrichtung 1 ist das zu bev.'erende Teil 20 angekuppelt, das mit eine·¹: elektmmechani rchen Wandler 2 gekoppelt ist, der die Stellung deo motors 1 beisn:^relKv.'ei;'e in eine elektrische Spannung s übersetzt.

Die Vorrichtung 1 wird db<ir zwei öe^enkcpplungsschleilen gesteuert.

Eine erste Gegenkopplung aci'leii'e --'ht vcm Ausgang inr ""nordnun'j 2 aus. die enthalt tine Vergleichsschaltung 3, 'iercn fars-^er Eingang die 3ngnnun;; κ e■..;·■£iin,rt, während ihr ::v;ci^-;.-r Eingang eine J3in_;;:;n;;s3pannung e e ni'i.gt, deren

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BAD

Wert durch das Programm für die Verstellung des Teile 20 bestimmt

Diese erste Schleife dient dazu, die Bewegung des Teils 20 unter der Einwirkung der Vorrichtung 1 derart nachzuregtln, daas die Ausgangsspannung s der Anordnung 2 der Spannung β gleich ist.Zu diesem Zweck liefert die Vergleichsschaltung 3 die Spannung e - s zu einem Verstärker 4, welcher zu der Vorrichtung 1 die Spannung Π liefert, die eine mit e - s wachsende Funktion ist und den Wert Null hat, wenn β = s.

Die W irkungsweise dieser Unordnung ist offensichtlich! Die Vorrichtung 1 bleibt stehen, sobald e ■ s, und sie dreht sich in solcher Richtung, dass die Spa nung s die Differenz e - s zum Verschwinden bringt.'

Derartige Systeme sind allgemein bekannt und arbeiten befriedigend, wenn sich die Spannung e nicht oder nur langsam ändert.

Wenn nämlich die Spannung s von der Spannung e verschieden ist, besteht die einzige Massnahme zur Verringerung des Unterschieds zwischen s und e darin, sum Motor 1 ein Signal zu schicken. Dieses fign3l wird mit einer bestimmten Verzerrung in ein Drehmoment (oder eine Kraft) umgeformt, das auf djs mechanische Teil ausgeübt wird, woraus sich eine Beschleunigung odur Verzögerung diesen Teils

Wenn untor diesen Bedingungen eb^ewertet wird, bis die Spannung ö gleich der opannung e ist, bevor doe dem Motor 1

zufl.3 führte 909842/1325

BAD ORIGINAL

zugefiiürte Signal zu Null "emacht wird, überschreitet die Spannung a die Spannung e um einen Betrag, der umso grosser i.:t, je grosser die Verzögerung zwischen der Änderung des dem Hotor zugef"hrten Signals U und dem sich daraus ergebenden Drehmoment ( bzw. der entsprechenden Kraft) ist, so dass eine S_ohwingung der Spannung s um den Wert der Spannung e erscheint.

Der erfindungsgemässen Anordnung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwingung zu unterdrücken oder zumindest ihre Amplitude merklich herabzusetzen, insbesondere bei Steuersystemen, bei welchen der Motor eine nach dem Prinzip "Allea oder Nichts" gesteuerte Kupplung enthält, •"ies geschieht durch die Bildung eines Kor.· ektursignals mit Hilfe von Simulatornetzwerken, welche die verschiedenen pnyalkalischen Kenngrössen des mechanischen Teils 20 und seiner Antriebsvorrichtung 1 nachbilden.

Zu diesem Zweck ist zwischen dem Steuereingang der

Errichtung 1 und der Zelle 3 eine weitere G-egenkopplungsrchleife gebildet, in der eine zusätzliche Korrektur-Spannung erzeugt wird, die zu der Spannung e - a hinzugef'U't wird.

)ioae

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BAU

Diese Schleife enthält beispielsweise ein Simulatornetzwerk 8, das die Steuerspannung U des Motors 1 empfängt und an seinem"Ausgang eine Spannung abgibt, welche in jedeinZeitpunkt die sich ergebende Beschleunigung dos* mechanischen Teils unter Berücksichtigung der Trägheit nachbildet, und ein Netzwerk 9, das die von dem Simulatornetzwerk 8 abgegebenen Spannungen empfängt und seinerseits eine geeignete K_orrekturspannung unter Berücksichtigung der Reibung erzeugt, welche in der Schaltung 3 zu der Differenz zwischen den Spannungen e und s hinzugefügt wird.

tfig.2 zeigt ein Ausführungsbeiepiel der erfindungsgemässen Anordnung.

Die in i'ig.2 dargestellte lnordnung enthält einen Motor 100, der sich beispielsweise mit konstanter Drehzahl dreht.

Dieser Motor treibt über nicht dargestellte Zahnradgetriebe die Antriebswellen von zwei Kupplungen 101 und 102 an. Die Zahnradgetriebe bewirken, dass diese beiden V/ellen mit der leichen absoluten Drehzahl, aber im entgegengesetzten Drehsinn angetrieben werden. IUe Kupplungen werden durch zwei Wicklungen 2 01 und 202 gesteuert, die ihrerseits von zwei Verstärkern 301 und 302 gespeist werden, welche über einen Sch·. It-;r 60 mit

zwei

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Stellungen eint von einer Quelle 61 gelieferte eitioheptnnung U empfangen.

Die beiden Kupplungen steuern die Drehung des mechanischen Teile 20 und des Wandlers 2 in dem einen oder dem anderen

Drehsinn, wobei der Wandler 2 die -^usgangsspannunr; s liefert, v/elche in jedemZeitpunkt die Stellung des T_eils anzeigt. Die erste Gegenkopplungsschleife enthalt die Organe 3 und 4 von Fig.i und einen Vorzeichendetektor 5· Die Netzwerke 8 und 9 bilden die zweite Schleife.

Das Netzwerk 8 enthält zwei Rö-Glieder 80 und 81, ·

welche zwei Zeit^onstanten dars f?llen, von denen die eine der Ansprechv rzö.^runr der Wicklung jeder Kupplung und die andere der mechanischen Tr- ghoit der ^vorrichtun^τ und der damit verbundenen Element entsprechen.

Wenn diesem Korrekturnetzverk die Einfangs span nuns; ⁷J zugeführt wird, ('ibt sie iemzuivi e eine lUBgn^Psnar-nung Γ ab, dif- der Per.cMleunif'un,: der Vc r: ichtun:: 2 r^oncrti cnal ist, v/elche e^ nerc-eita von dem au. ^reübtea Urelimon.ent und ':eirα von :l·· ■ "i-i-gheit der Verrichtung ?0

iine ::-."'ite ■· r ':i:turuncränung. '' bildet au« dei· ...'pant;uns Π eine u^vcti · l··. i :« l^rori'okturs ■ aMiung, welche⁵ in eier ^uchi.'.l1 uri{_:: 3 i:u o<^^ .vn-minr, e - β -iaaicrt wird.

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BAD

->ie gesamte Anordnung arbeitet in folgender Weise: Das "^tawer^ 9 enthält die beiden v/iderstandsspannungsteiler 95 - 96 und 94-97, an welche die Spannungen +V.. und -V₁ •-elegt eind, und zwei gegenpolig geschaltete Dioden 901 und 902, welche über einen Widerstand 912 mit der schaltung 5 verbunden sind. LOieses Netzwerk empfängt am ü:^;.η<;:=-■■ ng die Spannung Γ , und es liefert u:n Ausgang eine .Vr an rs u ng, welche die susgeübte Kraft d3rsi;ellt, und die Roibungen berücksichtigt, welche durch die Dioden nschgob.! ldet v/erden, die nur Snai nungen durchlassen, v/eiche übt.-r einer vor_*-,.ebenen Spannung liegen.

~x'±::*3 zeigt i:.. '-iegfamm (a) die pan nun en s und e ■als 7un>ticn der Zeit und in: Jiagrarr.m (b) die Spannungen d^s/dt" und d^e/dt^ als Punktion der Zeit.

Ir: je:. ^ingra'.cen von Fig.'5 ist die Zpit auf der -bssi -^e buf.retra -en, w"hrend av-f der Ordinate die 3par.nun.~e!! ε, s, d e/dt , d s/dt &uf;ietr?ren sind.

Lr; Be: ' '",,reno-r.en, dass in; Z-z-it Mjnk.t t eine Jpennung e ■i... -" ⁱ: ;-.:"-■ öer Ar.crdnung erscheint (lig.3), und de::s s: ch :"I-.?.-.e .: Innung ir. Abhängigkeit von d^i' Zeit fcl,_:_

e =4 e_o(t-t_o)² _{+ ei} (t-t_o)

VfA in

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BAD ORIGINAL

Yota Beginn dieser Spannung an wird die Spannung U an eine der beiden Kupplungen angelegt.

Die zeitliche Ableitung d e/dt iat in Pig. 3 b als Punktion der Zeit dargestellt.

Diese Ableitung hat den ^^rert Null für t ( t und den Wert e_Q für t >, t_Q.

Die daraus folgende Spannung d a/dt (Beschleunigung der ^vorrichtung 2) folgt auf G-rund der Trägheit dar Torrichtung, d.h. auf Grund der Ansprechverzögerung da;- Kup-Ίιιη;? yuf die J ;.annung U, der i'rr.V.heit der Vorrichtung 2 und des mechanischen Teils 20 und der Reibin.-en diesa.ii ^r.h;aet-; nicht.

7¹ .3 Torzeichen der Spannung U h "ngt vo·¹. '/orzeichen von d²e/dt² abc

u-.:: ertitn i'or !'■-;;:turne bz'.ier:.. 8 biLdet aiiH der b'-:-arinuni; i-^r dl ο Spannung P= d s/db", wob:?! die.jea .iga.u utit^· B.rüclc^c; ioht Lg-IHf- 1er von der Trr-gheLt hervorgerufenen V>-r:ögerunden (Rd-rUied BO) 'ind der Wicklung (R^rJ-aiied 81) -iraeii^fc wird und ?m Au α;.'?] ng des H-.itir./erka j erüc-ieint. Uaa ilot:r.-;ork 9 •■/Lr!:b wie eine Jchv/eL 1.·.-:οrt:i*-;h il tun? aur iia;>.hbildung der

iieibungen, und Bio li^L'^rfc r.u dir So ,al.oiru; J die ent sprechende

'-orgle Lc ha-

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— ι υ —

. Jie* Spannung s hat dann die in Fig.3a gestrichelt dargestellte Form, oie läuft mit einer gewissen Verzögerung an, und es ist zu

erkennen, dass sie die Spannung e einholt, und dass die beiden Kurven umeinander, schwingen. Die Spannung s hat dann die Heigung, die Spannung e zu überschreiten. Das Vorzeichen von e - a kehrt sich dann um, und die Spannung U wird an die andere Kupplung a gelegt. Die Bewegungen werden dadurch gebremst,und es bildet sich e. ne Art Serivringung der Spannung s um die Spannung e

aus. ^T,"/ie sie zeigen lässt, hit bei dem vorliegenden Beispiel die-e -ehv/ingung eine .sehr g^rin·;e ~r::plitude

ρ ³ =

P -- 1 τ; η t a η s ρ r iiche

BAD ORIGINAL

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Claims

P a t e η t a π s r- r ^;1 c h e

Anordnung zur Steuerung der Verstellung eines -r.v.cliör.i sehen 2eils mit einet otor, der durch eine elektrische · raanun.;: gesteuert wird, welche sich in Ab'_S ■ gig ic ei ir v:n de." Zeil; naeis einerc Program" änäert, und mit einer c;r:r:-,t: G-re--

kop: lungs schleife, in der eine Ter^leicü icl-sltun;.: lie.r.t, die an zwei ersten Jäingän^eri die '-ie-:tr^J -ehe --annvjng und ei n«^ ■ pa: nunp errfrincrt, welche von einem mit de:.; Teil rekoppelten Wandler felief-^rt wird -ind den i-.n&lcg^ert der ctcllun oh - e.^: Teils ar.sirückt, srakennzeicänet durcii eine zveäte Se^ni •.rlinrrr'pci.leife, v;elche eine vci: äer Vergieic-iFscr.aj-tur..; - t;~ reiene -T^ar: nun.-; eupfcit)ßt und Hirriehtuπ -en ert:. ..' , -/eiche die riivsikuIisehen Ke: ::gr . ,-:ser. .ic-.-^ .-;;3t-;;;.s naciibi.den , und die eine ^-ar-nang ζ-χ eine::: ir:+te:; IL'-V.-:·-'^.,· y-.r V-*r/rleiehö?C!haj tun.? I^ :" rt.

Ancrdirin#~ r.sci. A!;avruch *, -i^T.;rc" dses die Ha 3. Aiii i-;n. ,^eii:ri ;2::~^:: ^c;: in Kgs^iade die elektrische -;n5 ".eaix:: :^che Zr -hei"- de.- Sy i:achtilde::äe? Y rnö ---run *;-*>=t^--.r.c und ein öl-; Heibunrct: η .chbilder.5es Sc/." ellv-c-rtnet z'.ver.: e r-t

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BAD

3. Ancrd ung naci. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsochaltung mit einem Vorzeichendetektor gekoppelt ist, der je nach der;; Vorzeichen der Ausgangsspannung der

Vergleichsschaltung ein Relais rait zwei Stellungen steuert, dessen Eingang eine feste Gleichspannung empfängt, und dessen beide /usgange zwei elektromagnetische Kupplungen steuern, v/elche von dem Kotor in !Drehung versetzt werden, und deren Abtriebawellen sich in entgegengesetztem Drehsinn drehen, und dass die Ti-;chbildi-'ng:ieinrichtungen am Eingang die feste Gleichspannung einofangen»

4. Anordnung n^ch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

d i- Ver.'i'J. '-runi'3netzv/erk RC-Glieder enthält, deren Zeit- !•"■;n:-5tönten d^;,-r r.-jc.-ioni.^chen ür ,rheit bzw. der elektrischen 1'rä.gheit α«ε Jvstftms entsprechen, und dass das Schwellv/ertnetzv/jr!: eine ^r5rur>-e von J: öden entölt, welche durch e.ne jleichspar.nunr vorgespannt sind.

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