DE2232157C3 - Device for suppressing undesired follow-up control signals, the formation of which has an impact in the sense of control oscillations, for the relative deviations caused by the running time between a default arrangement and a follow-up system in a control loop - Google Patents
Device for suppressing undesired follow-up control signals, the formation of which has an impact in the sense of control oscillations, for the relative deviations caused by the running time between a default arrangement and a follow-up system in a control loopInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterdrückung von unerwünschten Nachlaufsteuerlignalen, deren Bildung Auswirkungen im Sinne von Regelschwingungen hat, für die laufzeitbedingten Relativabweichungen zwischen einer bewegbaren Vorgabeanordnung und einem mit einem Nachlaufsystem verkoppelten Detektor bei einer Vorrichtung zur Umsetzung von Bewegungsabläufen in elektrische Signale simultan während der Bewegungsabläufe, bei der Stellglieder ein Nachlaufen des im Einfluß der Vorgabeanordnung befindlichen richtungsempfindlichen Detektors veranlassen.The invention relates to a device for suppressing undesired tracking control signals, the formation of which has effects in the sense of Has control oscillations for the relative deviations due to the running time between a movable default arrangement and one with a follow-up system coupled detector in a device for converting motion sequences into electrical ones Signals simultaneously during the movement sequences, in the case of the actuators a lagging of the in the influence of the Initiate default arrangement located directional detector.
Der im Einflußbereich der Vorgabeanordnung in der Planebene eines Koordinatenschreibers nachgeführte Detektor bildet seine Meßsignale in Abhängigkeit vonThe tracked in the area of influence of the default arrangement in the plan level of a coordinate recorder Detector forms its measurement signals as a function of der Abweichung der relativen Stellung der Vorgabeanordnung in bezug auf den Detektor. Wird die Vorgabeanordnung in der Planebene bewegt, so bildet der Detektor Signale, die nach ihrer Aufbereitung die Stellantriebe veranlassen, den Detektor den Bewegungen der Vorgabeanordnung nachzuführen.the deviation of the relative position of the default arrangement with respect to the detector. Will the Moving the default arrangement in the plane plane, the detector generates signals that, after processing, the Actuators cause the detector to track the movements of the default arrangement.
Während dieses Detektor-Nachlaufes, der mit einer weitgehend durch die Mechanik der Stellglieder bestimmten Verzögerung erfolgt, kann die Vorgabean-During this detector after-run, which is largely due to the mechanics of the actuators certain delay occurs, the default Ordnung weiterbewegt worden sein. Der Detektor läuft somit mit einer bestimmten Verzögerung gewissermaßen hinter der Vorgabeanordnung nach.Order have been moved on. The detector is running thus to a certain extent behind the default arrangement with a certain delay.
Bei einer aus der Zeitschrift »Werkstatt-Technik — Zeitschrift für industrielle Fertigung« 61 (1971), Nr. 2,In one from the magazine "Werkstatt-Technik - Zeitschrift für industrial Produktion" 61 (1971), No. 2,
S. 78 und 79, bekanntgewordenen WerkzeugmaschinenstLuerung werden zur Fehlerkorrektur Eingriffe in Form einer analogen Regelung mit fortlaufendem SoSlwert/Istwert-Vergleich und Rückmeldung der gemessenen und ausgewerteten Fehler vorgenommen, umP. 78 and 79, the machine tool control that has become known, interventions in the In the form of an analog control with a continuous comparison of the actual value and the actual value and feedback of the measured and evaluated errors hierdurch eine Genauigkeitsregelung beim Kopieren von Werkstücken herbeizuführen.thereby bringing about an accuracy control when copying workpieces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unerwünschte Nachlaufsteuersignale für die laufzeitbedingten Relativabweichungen zwischen einer bewegbarenThe invention is based on the object of providing undesired tracking control signals for the relative deviations between a movable one due to the running time Vorgabeanordnung und einem mit einem Nachlaufsystem verkoppelten Detektor und damit die auf derartige Nachlaufsteuersignale zurückzuführende Neigung zu Regelschwingungen ces Nachlaufsystems bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zu unterdrükDefault arrangement and a detector coupled to a tracking system and thus the on such Follow-up control signals attributable tendency to control oscillations ces follow-up system with a Device of the type mentioned to suppress ken.ken.
Ohne daß diese unerwünschten Nachlaufsteuersignale unterdrückt werden, würde unter der Voraussetzung, daß die Nachlaufsteuerung in bezug auf die systembedingte Nachlaufverzögerung schnell arbeitet, was imWithout these unwanted follow-up control signals being suppressed, provided that that the follow-up control works quickly with respect to the system-related follow-up delay, which in the Hinblick auf eine sinnvolle Eingabegeschwindigkeit wünschenswert ist, die Bildung von weheren unerwünschten Nachlaufsteuersignalen auch dann erfolgen, wenn die für die Detektornachführung benötigten Nachlaufsteuersignale bereits gebildet worden sind, sichWith regard to a meaningful input speed, it is desirable that other undesired follow-up control signals are also generated when if the tracking control signals required for the detector tracking have already been generated, themselves jedoch infolge der Laufzeit r,och ,,ir'nt ausgewirkt haben. Somit werden aber Steuersignale für einen zu großen Nachlaufweg erzeugt, wodurch der nachzuführende Detektor über die Sollposition hinausläuft. Als Folge werden nun weitere, in die Gegenrichtunghowever, due to the running time r, och ,, ir'nt affected to have. However, control signals are thus generated for an excessively large overtravel, as a result of which the detector to be tracked runs beyond the setpoint position. as The following will now be followed by others in the opposite direction steuernde Nachlaufsignale erzeugt, die ihrerseits in gleicher Weise die Bildung unerwünschter Nachlaufsteuersignale veranlassen. Dieser Vorgang führt zu Schwingneigungen des Nachlaufsystems und macht es somit unstabil. Die Unterdrückung der unerwünschtencontrolling tracking signals are generated, which in turn are in in the same way cause the formation of undesired follow-up control signals. This process leads to The follow-up system tends to oscillate and thus makes it unstable. Suppression of the undesirable
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für beide Ordinaten-Steuerungen getrennt in Kompensation-Erzeugern je ein elektrisches Kompensationssignal mit einer der mechanischen LaufzeitThe object is achieved according to the invention in that for both ordinate controls separately in Compensation generators each have an electrical compensation signal with one of the mechanical running times entsprechenden Dauer immer dann gebildet wird, wenn das gegebenenfalls zuvor kompensierte, von je einem Verstärker und daran angeschlossenen Schwellwertstufen abgeleitete Steuersignal für den jeweils zugeordneten Stellalttrieb einen Wert angenommen hat, bei demcorresponding duration is always formed if the previously compensated, if necessary, by one each Amplifier and threshold levels connected to it, derived control signal for the respectively assigned actuating drive has assumed a value at which der Stellantrieb in Funktion treten soll, und daß dieses erneut gewonnene Kompensationssignal den gegebenenfalls noch vorliegenden alten Kompensationssignalen aufsummiert wird, wobei diese Kompensationssignale eine Schwächung der ihnen jeweils zugeordne-the actuator is to come into operation, and that this newly obtained compensation signal is added up to any old compensation signals that may still be present, with these compensation signals weakening the respectively assigned ten Meßsignale bei ihrer Aufbereitung und/oder eine Verringerung ihrer Bewertung auslösen.trigger th measurement signals during their processing and / or a reduction in their evaluation.
Da ein unverzüglicher Nachlauf des Detektors zu einer sofortigen Verringerung des Abstandes zwischenSince an immediate after-run of the detector leads to an immediate reduction in the distance between
dem Detektor und der Vorgabeanordnung und damit zu einer gleichzeitigen Reduzierung der Meßsignalamplitude führen würde, müssen die Kompensationssignale diesen Vorgang z, B. durch Schwächung der Meßsignalamplitude nachbilden. Hierbei wird zwangsläufig das Nachlaufsystem während der Kompensation unempfindlicher. the detector and the default arrangement and thus to a simultaneous reduction of the measurement signal amplitude would lead, the compensation signals must carry out this process, for example by weakening the measurement signal amplitude to recreate. In this case, the follow-up system inevitably becomes less sensitive during the compensation.
Dieser Effekt kann eine Reduzierung der Nachlaufgeschwindigkeit des Detektors bei seiner Nachführung aus größerer Entfernung zur Folge haben. Ein solcher Fall liegt beispielsweise vor, wenn die Vorgabeanordnung zu Beginn einer Eingabe in eine Ausgangsposition gebracht wird, in die der Detektor aus größerer Entfernung erst einlaufen muß. Hierbei können die Kompensationssignale die Auswertungsempfindlichkeit für die im Fernfeld ohnedies schwachen Meßsignale so weit verringern, daß die Nachlaufsteuerung immer dann aussetzt, wenn ein Kompensationssignal vorliegt. Die Folge ist eine unerwünschte Reduzierung der Nachlaufgeschwindigkeit des Detektors aus größerer Entfernung. This effect can reduce the follow-up speed of the detector when it is tracking from a greater distance. Such a case is present, for example, when the default arrangement is to The beginning of an input is brought into a starting position in which the detector is larger Distance must first run in. Here, the compensation signals can increase the evaluation sensitivity for the measurement signals, which are already weak in the far field, decrease so much that the tracking control always then suspends when a compensation signal is present. the The consequence is an undesirable reduction in the tracking speed of the detector from a greater distance.
Zur Verhinderung einer Geschwindigkeitsverringerung des nachlaufenden Detektors aus größerer Entfernung werden die KompensationssignaJ-Erkeuger mitverwendet, die in der relativen Stellung der Vorgabeanordnung in bezug auf den Detektor zwischen Nahfeld und Fernfeld unterscheiden und den Kompensationsvorgang im Fernfeld abschalten. Die für das Fernfeld bestehende Feldschwächung ist im Detektor meßbar, wobei die die jeweils vorliegende Feldstärke kennzeichnenden Meßsignale nach ihrer Aufbereitung einer Schwellwertstufe zuführbar sind, die bei Unterschreitung eines Bezugswertes ein das Fernfeld kennzeichnendes Digitalsignal abgibt, welches die Kompensationsregelung abschaltetTo prevent slowing down of the trailing detector from larger Distance are the KompensationssignaJ-Erkeuger also used in the relative position of the default arrangement with respect to the detector between Differentiate near field and far field and switch off the compensation process in the far field. The one for that The field weakening existing far field can be measured in the detector, whereby the field strength present in each case characterizing measurement signals can be fed to a threshold level after their processing, which when undershooted of a reference value emits a digital signal which characterizes the far field and which the Compensation control switches off
Anhand eines Ausführungsbeispieles ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden erläutert; in der Zeichnung zeigtOn the basis of an exemplary embodiment, the invention is illustrated in the drawing and in the following explained; shows in the drawing
F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung F i g. 2 Einzelheiten des Schaltbildes nach F i g. 1.F i g. 1 shows a basic circuit diagram of the circuit arrangement F i g. 2 details of the circuit diagram according to FIG. 1.
Das Ausfühi ungsbeispiel ist an einer Einrichtung zur Umsetzung von handschriftlichen Aufzeichnungen in elektrische Signale erläutert Die prinzipielle Wirkungsweise der zugrunde gelegten Einrichtung wird zunächst anhand der F i g. 1 beschrieben.The Ausfühi ungsbeispiel is at a facility for Conversion of handwritten records into electrical signals explains the principle mode of operation the underlying device is initially based on the F i g. 1 described.
Die Schreibinformation wird mit einer Vorgabeanordnung in Gestalt eines Schreibstiftes 1 von der Bedienungsperson auf einer in der Zeichnung nicht dargestellten Unterlage aufgezeichnet Der Schreibstift 1 enthält eine permanente Magnetfeldquelle, deren relative Lage zu einem in der x- und ^-Richtung verfahrbaren Detektor 2 von zwei am Detektor 2 kreuzweise angeordneten Feldplattenpaaren 3 (x-Ordinate) und 4 (y-Ordinate) durch eine für jede Ordinate eigene Differenzwertmessung bestimmt wird Die Differenzwert-Meßsignale kennzeichnen mit ihrem Vorzeichen die Richtung und mit ihrer Amplitude die Größe der Relatiwerschiebung des Detektors 2 in bezug auf den Schreibstift 1 für die jeweils mgeordnete Ordinate.The write information is a default configuration in the shape of a pen 1 by the operator on a not shown in the drawing pad recorded The pen 1 includes a permanent magnetic field source whose position relative to a movable in the x and y direction detector 2 of two at detector 2 crosswise field plate pairs 3 (x-ordinate) and 4 (y-ordinate) determined by its own for each ordinate difference value measurement is the difference value measuring signals marked with its sign, the direction and amplitude, the magnitude of the relative displacement of the detector 2 relative on pen 1 for the respective m-ordered ordinate.
Die Differenzwert-Meßsignale werden von je einem Gleichstromverstärker 5 (jr-Ordinate) und 6 (^Ordinate) verstärkt und nach Vorzeichen getrennt an je ein Schwellwertstufenpaar 7 (x-Ordinate) und 8 (y-Ordinate) ausgekoppelt Die Schwellwertstufen sind bezüglich ihrer Ansprechempfindlichkeit so ausgelegt, daß sie nur dann auf ein Signal ansprechen, wenn die der Signalamplitude entsprechende Abweichung zwischenThe differential value measurement signals are each supplied by a DC amplifier 5 (jr ordinate) and 6 (^ ordinate) amplified and separated by sign to a pair of threshold levels 7 (x-ordinate) and 8 (y-ordinate) decoupled The threshold levels are designed with respect to their sensitivity so that they only then respond to a signal when the Signal amplitude corresponding deviation between
ίο dem Schreibstift 1 und dem Detektor 2 eine erforderliche Mindestgröße überschreitet Die Ausgangssignale der Schwellwertstufenpaare 7 (jc-Ordinate) und 8 (y-Ordinate) werden sodann über je ein Taktimpulsschalterpaar 9 (jf-Ordinate) und 10 (y-Ordinate) geleitet in denen sie mit Hilfe der Taktsignale des Taktgenerators 13 in entsprechende Schrittsignale für die Ansteuerung der Schrittmotoren 11 (x-Ordinate) und 12 (y-Ordinate) umgewandelt werden. Die Zuordnung der jeweiligen Motor-Drehrichtung ist hierbei so gewählt daß der Detektor 2 den Bewegungen des Schreibstiftes 1 folgtίο the pen 1 and the detector 2 a Required minimum size exceeds the output signals of threshold level pairs 7 (jc ordinate) and 8 (y-ordinate) are then each via a clock pulse switch pair 9 (jf-ordinate) and 10 (y-ordinate) guided in which they use the clock signals of the clock generator 13 in corresponding step signals for the control of the stepper motors 11 (x-ordinate) and 12 (y-ordinate) can be converted. The assignment the respective motor direction of rotation is selected so that the detector 2 is the movements of the Pen 1 follows
Bei dem vorliegenden Ausführungsbekpiel soll die maximale Schrittfrequenz 300 Schritte je Sekunde für jeden Antrieb sein. Die zu kompensierende Laufzeit soll je Stellglied 5 ms betragen. Daraus ergibt sich eine Dauer fir jedes Kompensationssignal von ebenfalls 5 ms. Folglich kann während des Vorliegens eines Kompensationssignals dem Auslöseschritt ein weiterer Motorschritt folgen. Dieser muß ebenfalls ein 5 ms dauerndes Kompensationssignal auslösen, εο daß im vorliegenden Fall der Kompensationssignal-Erzeuger für jedes Ordinatensystem zweistufig auszubilden istIn the present exemplary embodiment, the maximum step frequency 300 steps per second for each drive. The running time to be compensated should amount to 5 ms per actuator. This results in a duration for each compensation signal of as well 5 ms. Consequently, while a compensation signal is present, the triggering step can be followed by another Follow motor step. This must also trigger a compensation signal lasting 5 ms, εο that im In the present case, the compensation signal generator is to be designed in two stages for each system of ordinates
Fig.2 zeigt das Blockschaltbild eines derartigen Kompensationssignal-Erzeugers für ein Ordinatensystern. Ein »ODER«-Gatter 16 faßt die Schrittsteuersignale für den Motor-Rechtslauf und -Linkslauf zusammen.Fig. 2 shows the block diagram of such a Compensation signal generator for an ordinate system. An "OR" gate 16 captures the pace control signals for the right and left rotation of the motor together.
Die Ausgangssignale des Gatters 16 setzen mit ihrer Vorderflanke eine monostabile Kippstufe 17, deren Kippdauer 23 ms beträgt Die Ausgangssignale der monostabilen Kippstufe 17 setzen ihrerseits 24 ms späte· mit ihrer Endflanke eine weitere monostabile Kippstufe 18, deren Kippdauer ebenfalls 2J5 ms beträgt Die Kippsignale der Stufen 17 und 18 werde» sodann über ein Netzwerk 19 zu dem 5 ins dauernden Kompensationssignal zusammengefaßt Dieses Kompensationssignal kann somit eine oder zwei Amplitudenstufen aufweisen, je nachdem ob nur eine oder beide monostabile Kippstufen gesetzt worden sindThe output signals of the gate 16 is set with its leading edge of a monostable multivibrator 17 whose Kippdauer is 23 ms, the output signals of the monostable multivibrator 17 in turn set 24 ms late · with their end edge of a further monostable multivibrator 18 whose Kippdauer is also 2J5 ms the toggle signals of the stages 17 and 18 are then combined via a network 19 to form the continuous compensation signal. This compensation signal can thus have one or two amplitude levels, depending on whether only one or both monostable multivibrators have been set
In F i g. 1 sind zwei derartige Kompensationssignal-Erzeuger 14 (x-Ordinite) und 15 (y-Ordinate) eingezeichnet deren Ausgangssignale an die zugeordneten Schwellwertstufenpaare 7 (Jt-Ordinate) und 8 (^Ordinate) »elt igjn, wo sie die Ansprechempfindlichkeit derIn Fig. 1 shows two such compensation signal generators 14 (x-ordinate) and 15 (y-ordinate) their output signals to the assigned threshold level pairs 7 (Jt ordinate) and 8 (^ ordinate) »Elt igjn where they are the responsiveness of the
einzelnen Schwellwertstufen in Abhängigkeit von ihrem jeweiligen Amplitudenwert in zwei Graden abschwächen und somit eine sofortige Detektornachführung elektrisch simulieren.individual threshold levels depending on their reduce the respective amplitude value in two degrees and thus immediate detector tracking simulate electrically.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19722232157 DE2232157C3 (en) | 1972-06-30 | 1972-06-30 | Device for suppressing undesired follow-up control signals, the formation of which has an impact in the sense of control oscillations, for the relative deviations caused by the running time between a default arrangement and a follow-up system in a control loop |
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DE2232157A1 DE2232157A1 (en) | 1974-01-17 |
DE2232157B2 DE2232157B2 (en) | 1978-07-20 |
DE2232157C3 true DE2232157C3 (en) | 1979-04-05 |
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