DE2813855A1 - Positioning system for transport mechanism - uses difference between nominal and actual values of pulse period for motor voltage control - Google Patents

Positioning system for transport mechanism - uses difference between nominal and actual values of pulse period for motor voltage control

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DE2813855A1
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Abstract

The transport mechanism is driven by a DC motor and moves a recording medium. It has a pulse generator coupled with the motor shaft; a counter storing the distance to the target position and a speed controller for the DC motor, whose reference element delivers a control variable depending on the counter reading. Pulses from the pulse generator are applied to a time measuring circuit which generates an actual value corresponding to the period of these pulses. The difference between the control variable which corresponds to the nominal period duration, and the actual value is the control deviation controlling the DC motor voltage.

Description

Um einen Gegenstand, beispielsweise einen Beleg To an object, for example a receipt

innerhalb einer Geschäftsmaschine, rasch und mit hoher Genauigkeit auf eine gewünschte Zielposition einzustellen, wurden in der Vergangenheit häufig Schrittschaltmotoren verwendet. Solche Motoren und die für den Betrieb derselben erforderlichen Steuerschaltungen sind jedoch nicht nur relativ teuer, sondern weisen auch den Nachteil auf, daß ein rasches Anlaufen und Anhalten nicht ohne weiteres möglich ist, da sie sehr stark zum Oberschwingen neigen.within a business machine, quickly and with great accuracy to adjust to a desired target position have been common in the past Stepper motors used. Such engines and those used to operate them required control circuits are not only relatively expensive, but also wise also has the disadvantage that rapid starting and stopping are not easy is possible because they have a very strong tendency towards harmonics.

Aus diesem Grunde werden für den Antrieb von genau zu positionierenden Gegenständen häufig auch Gleichstrommotoren verwendet. So ist beispielsweise aus der DE-OS 22 46 543 eine Vorrichtung zum Abbremsen eines längs einer Bahn schnell in eine definierte Endstellung zu bewegenden Bandes bekannt, bei der ein in seiner Geschwindigkeit steuerbarer Gleichstrommotor verwendet wird. In dieser Vorrichtung ist ein Geber für ein der jeweiligen Geschwindigkeit des Bandes entsprechendes Signal und ein Geber für ein der bis zum Erreichen der Endstellung zurückzulegenden Weglänge entsprechendes Signal vorgesehen. Diesem Weglängengeber ist ein Speicher für den Zusammenhang zwischen den zulässigen Geschwindigkeitswerten und den bis zum Erreichen der Endstellung zurückzulegenden Weglängen zugeordnet und mittels einer Vergleichsvorrichtung wird das Signal für die jeweilige Geschwindigkeit des Bandes mit einem Signal für die zulässige Geschwindigkeit verglichen. Die Bestromung des Motors erfolgt dann entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs. For this reason, the drive must be precisely positioned Objects often also use DC motors. For example, it's off DE-OS 22 46 543 a device for braking a fast along a path Known in a defined end position to be moved belt, in which one in his Speed controllable DC motor is used. In this device is an encoder for a signal corresponding to the respective speed of the belt and an encoder for one of the path lengths to be covered until the end position is reached corresponding signal provided. This path length encoder is a memory for the Relationship between the permissible speed values and the speed up to which they are reached assigned to the end position path lengths to be covered and by means of a comparison device is the signal for the respective speed of the belt with a signal for compared the permissible speed. The motor is then supplied with current according to the result of this comparison.

Bei einem solchen Antriebssystem, bei welchem eine zeitoptimale Abbremsung nach einer vorgegebenen Funktion des Geschwindigkeitsverlaufs in Abhängigkeit von der Entfernung zum Ziel bei gleichzeitiger Einhaltung enger Toleranzgrenzen der Zielgenauigkeit erfolgen soll, werden relativ teure-Servomotoren-in-der Art von Glocken- und Scheibenläufermotoren benötigt.'. In such a drive system in which a time-optimal braking according to a predetermined function of the speed profile as a function of the distance to the target while at the same time maintaining tight tolerance limits the Targeting accuracy should be relatively expensive-servomotors-in-the-kind of Bell and disc motors required. '.

-Der-:Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Positionierregelungssystem für einen gleichstrommotorisch angetriebenen Transportmechanismus der eingangs genannten Art derart. 'auszugestalten') daß auch relativ einfache Gleich strommotoren. mit Permanentmagneterregung und Eisenläufer, wie sie beispielsweise in' der Spielzeugbranche verwendet werden,r. angewandt' werden können, ohne die Positioniergenauigkeit auch bei wechse-lnder Last und sich ändernden Umgebungsbedingungen-zu beeinträchtigen. -The-: The invention is therefore based on the object of a positioning control system for a DC motor-driven transport mechanism of the aforementioned Kind of like that. 'to design') that also relatively simple DC motors. with Permanent magnet excitation and iron runners, such as those used in the toy industry be used r. 'can be applied without compromising the positioning accuracy as well with changing load and changing environmental conditions.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben-sich aus den Unteransprüchen und aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen. This object is achieved by the invention defined in claim 1 solved. Appropriate refinements of the invention emerge from the subclaims and from the exemplary embodiments described below.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen. A major advantage of the invention.

Positioniersystems besteht nicht nur darin, daß sich ein zusätzlicher-Tachogenerator zur Ermittlung der jeweiligen Drehgeschwindigkeit des Motors erübrigt, sondern daß. durch die Ausregelung der. Impulsperiodenzeit anstelle der Geschwindigkeit der Regelkreis ein nicht lineares Verhalten erhält, welches sich dahingehend auswirkt, daß die Verstärkung des Regelkreises mit Annäherung an die Zielposition ansteigt, wodurch eine größere Zielgenauigkeit erreicht wird.Positioning system does not only consist in the fact that there is an additional tachometer generator to determine the respective rotational speed of the motor is unnecessary, but that. by regulating the. Pulse period time instead of the speed of the control loop receives a non-linear behavior, which has the effect that the Gain of the control loop increases as the target position is approached, whereby greater accuracy is achieved.

Ein weiterer--Vorteil besteht darin, daß infolge der speziellen Funktion der Vorgabewerte für die Impulsperiodenzeit die Abschaltung des Motors kurz vor der eigentlichen Zielposition praktisch im spannungs- bzw. stromlosen Zustand erfolgen kann, so daß das Auslaufen des Motors von einer minimalen Endgeschwindigkeit bis auf die Geschwindigkeit Null-lediglich dürc'hdie Systenreibung und nicht durch elektrodvnamische Abschaltvorgänge im Motor beeinträchtigt wird.Another advantage is that due to the special function the default values for the pulse period time the motor is switched off shortly before the actual target position can be carried out practically in the de-energized or de-energized state can, so that the engine coasting down from a minimum top speed to zero speed - only through the system friction and not through electrodvnamic Shutdown processes in the engine is impaired.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Some exemplary embodiments of the invention are illustrated below of the drawings.

-Fortsetzung auf Seite 11 - In diesen zeigt: Fig. 1 eine prinzipielle, stark vereinfachte Darstellung einer Belegtransportvorrichtung eines Zeilendruckers als Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Positionierregelungssystem; Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung eines Regelkreises, wie er bei dem erfindungsgemäßen Positionierregelsystem verwendet werden kann; Fig. 3 eine Abwandlung des in Fig. 2 dargestellten Regelkreises, welcher vorzugsweise bei dem erfindungsgemaßen Positionierregelungssystem verwendet wird; Fig. 4 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystem in kombinierter analoger und digitaler Schaltungstechnik; Fig. 5 Signalformen, wie sie in dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel auftreten; Fig. 6 bis 9 verschiedene Diagramme, die die Impulszeit, die Geschwindigkeit und die Motorspannung in Abhängigkeit von der Entfernung zur Zielposition bzw. in Abhängigkeit von der Zeit darstellen; Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Treiberschaltung für den zu regelnden Gleichstrommotor; Fig. 11 ein Blockschaltbild eines zweiten-Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystem in digitaler Schaltungstechnik; Fig. 12 Zählwerte bzw. Signalformen, wie sie in dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel auftreten; Fig. 13 ein Diagramm, welches den Soll- und Ist-Wert der Impulsperiodenzeit in Abhängigkeit von der Entfernung zur Zielposition für das zweite Ausführungsbeispiel veranschaulicht; und Fig. 14 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystems unter Verwendung eines Mikrocomputersystems. - Continued on page 11 - In these shows: Fig. 1 shows a basic, greatly simplified representation of a document transport device a line printer as an application example for the positioning control system according to the invention; Fig. 2 shows a basic representation of a control loop as it is in the inventive Positioning control system can be used; Fig. 3 shows a modification of the in Fig. 2 shown control loop, which is preferably used in the inventive positioning control system is used; Fig. 4 is a block diagram of a first embodiment of the Positioning control system according to the invention in combined analog and digital Circuit technology; FIG. 5 shows signal forms as they are in the exemplary embodiment shown in FIG appear; 6 to 9 various diagrams showing the pulse time, the speed and the motor voltage as a function of the distance to the target position or in Represent dependence on time; 10 shows an embodiment of a driver circuit for the DC motor to be controlled; 11 is a block diagram of a second embodiment the positioning control system according to the invention in digital circuit technology; 12 shows count values or waveforms as they are in the exemplary embodiment shown in FIG appear; 13 is a diagram showing the setpoint and actual value of the pulse period time depending on the distance to the target position for the second embodiment illustrates; and FIG. 14 shows a greatly simplified block diagram of a third exemplary embodiment of the positioning control system according to the invention using a microcomputer system.

Anhand der Fig. 1 sei zunächst ein Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemaße Positionierregelungssystem beschrieben. Die Fig. 1 veranschaulicht in stark vereinfachter Form eine Transportvorrichtung für einen blattförmigen Aufzeichnungsträger 1, z. B. eine Kontokarte oder ein Rechnungsformular, welche Bestandteil einer Buchungsmaschine sein kann. Der Aufzeichnungsträgerl ist in bezug zu einer Druckstation, welche durch eine Druckwalze 2 und einen Druckkopf 3 veranschaulicht wird, zu positionieren. With reference to Fig. 1 is first an application example for the invention Positioning control system described. Fig. 1 illustrates in a greatly simplified Form a transport device for a sheet-shaped recording medium 1, e.g. B. an account card or an invoice form, which is part of a booking engine can be. The recording medium is in relation to a printing station, which by a platen 2 and printhead 3 is illustrated to position.

Der Druckkopf 3, der beispielsweise ein Drahtmatrix-Druckkopf sein kann, kann durch nicht dargestellte Antriebsmittel in Richtung der Druckwalzenachse, d.h. in Richtung der Pfeile 4 bewegt werden, um auf dem Formular eine Zeile zu drucken.The print head 3, which can be, for example, a wire matrix print head can, can by not shown drive means in the direction of the printing roller axis, i.e. moved in the direction of arrows 4 to print a line on the form.

Um das Formular 1 in bezug zur Druckstation auf eine bestimmte Zeile einzustellen bzw. um nach Beendigung des Drucks einer Zeile eine Zeilenschaltung vornehmen zu können, ist es erforderlich, das Formular 1 in Richtung des Doppelpfeils 5 zu bewegen und an einer genau definierten Stelle anhalten zu können. Hierzu ist das Formular 1 mit seiner unteren (in Fig. 1 linken) Kante in eine Klemmvorrichtung 6 eingeklemmt, deren beiden Enden mit jeweils einem endlosen Zahnriemen 7 fest verbunden sind. Jeder der beiden Zahnriemen 7 läuft über jeweils eine Leerlaufrolle 8 und über jeweils eine Antriebsrolle 9. Die beiden Antriebsrollen 9 sind fest mit einer Antriebswelle 10 verbunden, auf welcher außerdem noch eine Antriebszahnscheibe 11 sitzt, die über einen weiteren Zahnriemen 12 von einer mit der Welle 14 des Motors 15 fest verbundenen Zahnscheibe 13 angetrieben wird. Die beiden Zahnscheiben 11 und 13 sind vorzugsweise so dimensioniert, daß sie ein Untersetzungsgetriebe bilden. To the form 1 in relation to the printing station on a certain line to set or to break a line after printing a line To be able to make, it is necessary to move Form 1 in the direction of the double arrow 5 to move and to be able to stop at a precisely defined point. This is the form 1 with its lower (left in Fig. 1) edge in a clamping device 6 clamped, the two ends of which are firmly connected to an endless toothed belt 7 each are. Each of the two toothed belts 7 runs over an idle roller 8 and each via a drive roller 9. The two drive rollers 9 are fixed with a Connected to the drive shaft 10, on which a drive pulley 11 sits, which via a further toothed belt 12 of one with the shaft 14 of the motor 15 firmly connected toothed disc 13 is driven. The two Toothed pulleys 11 and 13 are preferably dimensioned so that they are a reduction gear form.

Auf dem anderen Ende der Motorwelle 14 sitzt eine Taktscheibe 16, welche an ihrem Umfang mit gleichmäßig voneinander beabstandeten Taktmarkierungen versehen ist. Mit der Taktscheibe 16 wirkt ein als Gabellichtschranke ausgebildeter Sensor 17 zusammen, welcher an seinen Ausgangsleitungen 18 beim Drehen des Motors der Folge der Taktmarkierungen entsprechende Impulse abgibt. Diese Impulse werden sowohl zur Wegmessung als auch zur Messung der zur Drehgeschwindigkeit umgekehrt proportionalen Impulsperiodendauer verwendet, wie dies später noch im einzelnen beschrieben wird. Um feststellen zu können, ob der Motor 15 vor- oder rüclcwärts läuft, kann auf der Taktscheibe 16 noch eine weitere Taktspur vorgesehen sein, die mit einem weiteren Sensor zusammenarbeitet. Die Strichmarkierungen dieser weiteren Taktspur sollen gegenüber den Markierungen der ersten Taktspur geringfügig versetzt sein, beispielsweise um eine viertel Teilung. Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn mit einer einzigen Taktspur zwei etwas gegeneinander versetzte Sensoren zusammenarbeiten. Die Ausgangsleltungen 18 des Sensogs 17 sowie die Anschlußlei tungen 19 des Motors"15 führen zu der noch im einzelnen zu beschreibenden Regelschaltung. On the other end of the motor shaft 14 there is a timing disk 16, which on their circumference with equally spaced clock markings is provided. A fork light barrier designed as a fork light barrier acts with the timing disk 16 Sensor 17 together, which on its output lines 18 when rotating the engine emits pulses corresponding to the sequence of the clock markings. These impulses will be both for distance measurement and for the measurement of the rotational speed vice versa proportional pulse period is used, as will be explained in more detail later is described. In order to be able to determine whether the motor 15 is forward or backward is running, a further clock track can be provided on the clock disk 16, the cooperates with another sensor. The line markings of this further The clock track should be slightly offset from the markings on the first clock track be, for example by a quarter division. The same effect is achieved when two slightly offset sensors work together with a single clock track. The output lines 18 of the sensor 17 and the connection lines 19 of the motor "15 lead to the control circuit still to be described in detail.

Der für den Antrieb verwendete Gleichstrommotor 15 kann ein relativ einfacher Standardmotor mit Permanentmagneterregung, Kollektor und Eisenläufer sein. Solche Motoren weisen relativ hohe Werte für das Rotorträgheitsmoment und die Induktivität und somit auch für die mechanischen und elektrischen Zeitkonstanten auf und zeigen wegen ihrer Reibungsverluste am Kollektor und in den Sinterkalottenlagern sowie wegen ihrer ausgeprägten magnetischen Reluktanzmomente insgesamt ungünstige Eigenschaften aus regelungstechnischer Sicht. The DC motor 15 used for the drive can be a relatively be a simple standard motor with permanent magnet excitation, collector and iron rotor. Such motors have relatively high values for the rotor moment of inertia and the inductance and thus also for the mechanical and electrical time constants and show because of their friction losses on the collector and in the sintered spherical bearings as well due to their pronounced magnetic reluctance torques, overall unfavorable properties from a control point of view.

Trotzdem ist es mittels des erfindungsgemäßen Positionierregelsystems möglich, das Formular 1 mit dem Motor. 15 der genannten Art und der beschriebenen Transportvorrichtung relativ schnell und mit hoher Geschwindigkeit auf die gewünschte Position einzustellen. Selbstverständlich können jedoch auch höherwertige Gleichstrommotoren, wie Glocken- und Scheibenläufermotoren, verwendet werden. Nevertheless, it is by means of the positioning control system according to the invention possible the form 1 with the engine. 15 of the type mentioned and the one described Transport device relatively quickly and at high speed to the desired Position. Of course, higher quality DC motors, such as bell and disc motors can be used.

In Fig. 2 ist ein prinzipielles Blockschaltbild für die einfachste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Positionierreglers dargestellt. Der Motor 15 stellt ein nichtlineares Übertragungsglied dar, da er die an ihn angelegte Spannung UM in eine zu dieser Spannung und auch zur Drehzahl des Motors umgekehrt proportionale Impuls zeit bzw. Impulsperiodendauer TE umwandelt. Diese Impulszeit TE ist die Periodendauer der mittels des Sensors 17 von der Taktscheibe 16 abgetasteten Impulse. Einer sich ggf. durch Verminderung der Motorspannung vermindernden Drehzahl entspricht eine sich umgekehrt proportional erhöhende Impulsperiodenzeit TE. Diese Ist-Impulsperiodenzeit TE wird mit der jeweiligen Soll-Periodendauer TF verglichen, das heißt letztere wird von ersterer unter Bildung der Differenz T subtrahiert. Diese Differenz ist positiv, wenn die Ist-Periodendauer TE größer"hls die Soll-Periodendauer TF ist, was bedeutet, daß der Motor zu langsam läuft und beschleunigt werden muß. Die Differenz ßT wird somit in einem linearen Ubertragungsglied 20 innerhalb eines Bereiches # Tmax in eine proportionale Spannung UM umgesetzt. In Fig. 2 is a basic block diagram for the simplest Embodiment of the positioning controller according to the invention shown. The motor 15 represents a non-linear transfer element since it controls the voltage applied to it UM into one that is inversely proportional to this voltage and also to the speed of the motor Pulse time or pulse period duration TE converts. This pulse time TE is the period duration the pulses scanned by the clock disk 16 by means of the sensor 17. One himself possibly reducing the motor voltage by reducing the speed corresponds to a inversely proportional increasing pulse period time TE. This actual pulse period time TE is compared with the respective nominal period duration TF, that is to say the latter is subtracted from the former to form the difference T. This difference is positive if the actual period TE is greater than the target period TF, which means that the engine is running too slowly and has to be accelerated. The difference ßT is thus in a linear transmission element 20 within a range # Tmax converted into a proportional voltage UM.

Ist die Differenz #T negativ, was bedeutet, daß der Motor zu schnell läuft und somit abgebremst werden muß, dann wandelt das lineare Übertragungslied 20 diese negative Differenz in eine entsprechend negative und bremsend wirkende Motorspannung UM um. Ist die Differenz T gleich oder größer als eine bestimmte festzulegende maximale Differenz jUmaX, dann wird je nach Vorzeichen dieser Differenz dem Motor entweder die maximal mögliche positive oder die maximal mögliche negative Spannung zugeführt.If the difference #T is negative, which means that the motor is too fast runs and therefore has to be braked, then converts the linear transmission link 20 this negative difference into a correspondingly negative and braking effect Motor voltage UM. If the difference T is equal to or greater than a certain one to be determined maximum difference jUmaX, then depending on the sign of this difference the motor either the maximum possible positive or the maximum possible negative Voltage supplied.

Es gelten somit folgende Gleichungen = TE - TF' wobei im Falle tT proportional in eine Motorspannung UM umgewandelt wird. Es gilt Außerhalb des Proportionalbereiches gilt UM = + Umax für #T > 0 UM = - Umax für #T < 0 Die Winkelgeschwindigkeit (#) des Motors stellt sich entsprechend der Differenz aus der angelegten Spannung UM und einer momentenproportionalen Spannung UV entsprechend der folgenden Gleichung ein, worin KE die Spannungskonstante des Motors bedeutet: # . KE = UM - UV Zwischen der Winkelgeschwindigkeit LJ und der Impulsperiodenzeit TE besteht folgende Beziehung: wobei N die Anzahl der Schlitze bzw. Striche der Taktscheibe bedeutet. Aus den Gleichungen (1) und (2) folgt: Aus dieser Gleichung ist der nichtlineare Zusammenhang zwischen der Ist-Periodendauer TE und der Soll-Periodendauer TF ersichtlich. Die Verstärkung GR des erfindungsgemäßen Regelkreises ist somit keine Konstante wie bei linearen Systemen, sondern man erhält für die Verstärkung Die Verstärkung GR des Regelkreises wächst somit mit zur nehmenden Werten für TE, d.h. mit abnehmender Geschwindigkeit und damit mit Annäherung an die Zielposition, was sich günstig auf das Regelverhalten auswirkt. Zwar verschlechtert sich mit zunehmender Verstärkung die Stabilität des Regelkreises, andererseits verringert sich aber der Regelfehler.The following equations apply = TE - TF 'where in the case tT is converted proportionally into a motor voltage UM. It applies Outside the proportional range UM = + Umax for #T> 0 UM = - Umax for #T <0 The angular speed (#) of the motor is set according to the difference between the applied voltage UM and a torque-proportional voltage UV according to the following equation, where KE is the The voltage constant of the motor means: #. KE = UM - UV The following relationship exists between the angular velocity LJ and the pulse period time TE: where N is the number of slots or lines in the timing disc. From equations (1) and (2) it follows: This equation shows the non-linear relationship between the actual period TE and the target period TF. The gain GR of the control loop according to the invention is therefore not a constant as in linear systems, but is obtained for the gain The gain GR of the control loop thus increases with increasing values for TE, ie with decreasing speed and thus with approaching the target position, which has a favorable effect on the control behavior. Although the stability of the control loop deteriorates with increasing gain, on the other hand the control error decreases.

Da die Verstärkung mit wachsender Drehzahl abnimmt, wird dadurch die Uberschwingneigung des Systems beim Anlaufen des Motors verringert. Bei abnehmender Drehzahl, d.h. also auch beim Positioniervorgang, steigt die Verstärkung des Systems an. Dadurch wird der Einfluß von Störgrößen, die sich auf die Drehzahl auswirken können, stark verringert, was sich günstig auf die Positioniergenauigkeit auswirkt. Die gleichzeitige Verschlechterung der Stabilität kann sich praktisch nicht auswirken, wenn der Abbremsvorgang ausreichend schnell abläuft, da der Regelkreis zum Aufschaukeln von Schwingungen Zeit benötigt. Wie aus dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm ersichtlich ist, können bei dem erfindungsgemäßen Positionierregelungssystem je nach der Entfernung zum Positionierziel SIII drei verschiedene Weg- und Funktionsbereiche unterschieden werden, welche die Abszisse des Diagramms darstellen. Der Bereich I ist derjenige Bereich, der mehr als um den Abstand I von der Zielposition SIII entfernt ist.Since the gain decreases as the speed increases, the The tendency of the system to overshoot when the motor is started is reduced. With decreasing Speed, i.e. also during the positioning process, the gain of the system increases at. This eliminates the influence of disturbance variables that affect the speed can, greatly reduced, which has a favorable effect on the positioning accuracy. The simultaneous deterioration in stability can have practically no effect, if the braking process runs sufficiently quickly, because the control loop is rocking of vibrations takes time. As can be seen from the diagram shown in FIG is, can in the positioning control system according to the invention ever depending on the distance to the positioning target SIII, three different path and functional areas a distinction can be made, which represent the abscissa of the diagram. The area I is the area that is more than the distance I from the target position SIII away.

Der Bereich II erstreckt sich zwischen den Punkten SI und dem Punkt SII, bei welchem der Motor abgeschaltet oder kurzgeschlossen wird und stellt den eigentlichen Positionierbereich dar. Der Bereich III ist der Zielbereich, innerhalb welchem die eigentliche Zielposition SIII liegt, welche mit der Endgeschwindigkeit VE vom Punkt SII aus im spannungslosen Zustand des Motors mit einer Positioniergenauigkeit von + d s angelaufen wird.The area II extends between the points SI and the point SII, in which the motor is switched off or short-circuited and sets the actual positioning area. Area III is the target area within which is the actual target position SIII, which is the final speed VE from point SII in the de-energized state of the motor with a positioning accuracy is started by + d s.

Auf der Ordinate des in Fig. 6 dargestellten Diagramme ist die Impuls zeit aufgetragen. Die voll ausgezogene Kurve stellt den Sollwert der Impulsdauer TF dar, welcher im Bereich I konstant ist (TFI) und im Bereich II den dargestellten überproportionalen Verlauf aufweist (TFII). Würde die Ist-Impulsperiodendauer genau diesem Verlauf folgen, dann würde dies einer Motorspannung UM = O V entsprechen. Die beiden strichpunktierten Linien um den genannten Kurvenverlauf der Soll-Impulsperiodenzeit TF, welche mit + Umax und - Umax bezeichnet sind, definieren den proportionalen Regelbereich. On the ordinate of the diagram shown in Fig. 6 is the pulse time applied. The full curve represents the target value for the pulse duration TF, which is constant in area I (TFI) and in area II the one shown shows a disproportionate course (TFII). The actual pulse period would be accurate follow this curve, then this would correspond to a motor voltage UM = O V. The two dash-dotted lines around the aforementioned curve profile of the target pulse period time TF, which are denoted by + Umax and - Umax, define the proportional Control range.

Im Bereich I liegen die Grenzen des proportionalen Regelbereichs näher an der Sollwertkurve als im Bereich II. Dies bedeutet, daß bei dem dargestellten Beispiel im Bereich I die Verstärkung GRI größer ist als die Verstärkung GRII im Bereich II. Dies ist dann zweckmäßig bzw. erforderlich, wenn der Motor schnell, beispielsweise aperiodisch, auf seine Normalgeschwindigkeit beschleunigt und dann für eine bestimmte Dauer oder Strecke konstant mit dieser Geschwindigkeit betrieben werden soll.In range I, the limits of the proportional control range are closer on the setpoint curve than in area II. This means that in the case of the Example in area I the gain GRI is greater than the gain GRII im Area II. This is useful or necessary if the engine is fast, for example aperiodically, accelerated to its normal speed and then operated constantly at this speed for a certain duration or distance shall be.

Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn der durch den Motor angetriebene Transportmechanismus auch zum Transport von Magnetkontokarten dient, da hierbei für die Aufzeichnungs-und Ablesoperationen eine möglichst konstante Geschwindigkeit benötigt wird. Für die Positioniergenauigkeit ist der Funktionsbereich I relativ unkritisch. Wenn deshalb keine genau definierte bzw. konstante Normalgeschwindigkeit gefordert wird, kann auf eine Regelung der Impulsperiodenzeit innerhalb dieses Bereichs verzichtet werden.This is necessary, for example, when the engine powered transport mechanism is also used to transport magnetic account cards, since a speed that is as constant as possible for the recording and reading operations is needed. For the positioning accuracy, the functional area I is relative uncritical. If therefore no precisely defined or constant normal speed is required, the pulse period time can be regulated within this range be waived.

Je nach der Entfernung zum Ziel, d.h. je nach der Lage des Startpunktes im Bereich I, erreicht der Motor mit einer bestimmten Impulsperiodenzeit den Bereich II, wie dies durch die gestrichelte Linien in Fig. 6 dargestellt ist. Innerhalb des Bereichs II, dem sogenannten Positionierbereich, wird nun der Motor nach Maßgabe einer wegabhängigen Regelcharakteristik auf eine minimale Endgeschwindigkeit VE verzögert, wobei die Motorspannung der Differenz zwischen Ist->E und Soll-Impulsperiodenzeit TF entspricht, und infolgedessen auch negative Werte annehmen kann. Die Regelcharakteristik zeigt einen etwa logarithmischen Verlauf und wird für einen optimalen Bremsvorgang durch mathematische Analyse der R,egelungsdynamik für den jeweiligen Anwendungsfall ermittelt, und zwar in der Weise, daß eine annähernd weglineare Abnahme der Motorspannung bis zum Wert Null im Punkt SII eintritt. Wie bereits erwähnt, ist dieser Punkt der Beginn des Zielbereichs und an dieser Stelle wird die Motorspannung abgeschaltet. Die Regelcharakteristik und die Verstärkung GRII werden ferner so festgelegt, daß der Motor aus der maximalen Geschwindigkeit Vmax heraus auf die geregelte Endgeschwindigkeit VE abgebremst wird, daß diese Endgeschwindigkeit VE trotz Streuungen der Maschinenparameter und Bauelemente und trotz vorhandener Störungen wenig variiert, daß der Motor vor dem Ziel nicht stehen bleibt, daß der Einlauf ins Ziel möglichst schwingungsarm erfolgt und daß schließlich die Positionierzeiten minimal sind. Depending on the distance to the destination, i.e. depending on the location of the starting point in range I, the motor reaches the range with a certain pulse period time II, as shown by the dashed lines in FIG. Within of area II, the so-called positioning area, the motor is now in accordance with a path-dependent control characteristic to a minimum final speed VE delayed, where the motor voltage is the difference between actual-> E and target pulse period time TF corresponds, and as a result can also assume negative values. The control characteristic shows an approximately logarithmic curve and is used for an optimal braking process through mathematical analysis of the control dynamics for the respective application determined, in such a way that an approximately linear decrease in the motor voltage occurs until the value zero at point SII. As mentioned earlier, this point is the Beginning of the target range and at this point the motor voltage is switched off. The control characteristic and the gain GRII are also determined so that the engine from the maximum speed Vmax out on the regulated final speed VE is braked so that this final speed VE despite scattering of the machine parameters and components and despite existing faults varies little, that the engine does not stop before the goal, that the run-in the target is done with as little vibration as possible and that finally the positioning times are minimal.

Auf eine Regelung der Motorgeschwindigkeit bis zur Drehzahl Null, was auf den ersten Blick die besten Positionierergebnisse erwarten läßt, wird aus folgenden Gründen verzichtet: Erstens lassen die für den Einsatz des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystems vorzugsweise verwendeten permanentmagnetischen Gleichstrommotoren wegen ihrer ausgeprägten Reluktanzmomente und Kommutierungsprobleme, wie periodische Widerstands- und Induktivitätsänderungen, keine Regelung bis zur Drehzahl Null zu, da diese Motoren unterhalb eines Grenzwertes der Drehzahl einen unruhigen Lauf zeigen, den das Regelungssystem wegen der Zeitkonstanten des Motors nicht ausgleichen kann. Eine Verschlechterung der Positioniergenauigkeit wäre deshalb die Folge. On a regulation of the motor speed down to zero speed, what at first glance suggests the best positioning results will no longer exist dispensed with the following reasons: First, leave the for the use of the invention Positioning control system preferably used permanent magnetic direct current motors because of their pronounced reluctance torques and commutation problems, such as periodic Resistance and inductance changes, no regulation down to zero speed, since these motors run unevenly below a limit value for the speed, which the control system cannot compensate due to the time constants of the motor. A deterioration in the positioning accuracy would therefore be the result.

Zweitens'ist eine Impulszeitregelung bis zur Drehzahl Null nicht möglich, da die Impulszeit dort einen unendlich großen Wert annimmt. Deshalb wird die Soll- oder Führungsimpuls zeit nur bis zum Grenzwert TFmaX definiert und die Ist-Impulszeitmessung bleibt auf Werte kleiner max beschränkt. Second, a pulse time control up to zero speed is not possible because the pulse time there assumes an infinitely large value. Therefore will the set or reference impulse time is only defined up to the limit value TFmaX and the Actual pulse time measurement remains limited to values less than max.

Um dieser zuletzt genannten Tatsache Rechnung zu tragen, wird der in Fig. 2 dargestellte Regelkreis so ungeformt, daß sich der in Fig. 3 dargestellte Regelkreis ergibt. In order to take this last-mentioned fact into account, the The control loop shown in FIG. 2 is so unshaped that the one shown in FIG Control loop results.

Dieser in Fig. 3 dargestellte Regelkreis unterscheidet sich von dem in Fig. 2 dargestellten dadurch, daß durch Einfügen von Umformergliedern 21 und 22 die Soll-Impulsperiodenzeit TF und auch die Ist-Impulsperiodenzeit TE in entsprechende Werte TF* bzw. TE * umgeforntwerden, und zwar in der folgenden Weise: T*=T -T F max F und entsprechend TE*=Tmax TE Die Differenz a T ergibt sich nunmehr durch Subtraktion des Ist-Wertes TE * von dem Soll-Wert TF* t wie dies ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich ist. Es gilt nämlich folgende Beziehung = = TE - TF = TF* T TE* Der in Fig. 6 dargestellte ungeregelte Zielbereich III ist, wie bereits erwähnt, dadurch definiert, daß-'der Motor ihn mit einer durch die Impulszeitregelung festgelegten Endgeschwindigkeit VE erreicht und nach Abschalten der Motorspannung innerhalb dieses Bereichs aufgrund der Systemreibung bis zum Stillstand abgebremst wird. Der Bereich III ist in seiner Größe so bemessen, daß der Motor auch im ungünstigsten Falle aufgrund seiner gespeicherten kinetischen und gegebenenfalls noch vorhandenen elektrischen Energie in Abhängigkeit von der Systemreibung in das geforderte Toleranzband für die Zielposition SIII + d 5 aperiodisch einläuft und dort durch die Haftreibung festgehalten wird.This control loop shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 2 in that by inserting transducer members 21 and 22 the target pulse period time TF and also the actual pulse period time TE in corresponding Values TF * or TE * can be transformed in the following way: T * = T -T F max F and correspondingly TE * = Tmax TE The difference a T is now obtained by subtraction of the actual value TE * from the target value TF * t, as can also be seen from FIG. 3 is. Namely, the following relationship applies: = = TE - TF = TF * T TE * that shown in FIG. 6 Unregulated target area III is, as already mentioned, defined in that -'der Motor it with a final speed determined by the pulse time control VE reached and within this range after switching off the motor voltage the system friction is braked to a standstill. Area III is in his Size dimensioned so that the engine is saved even in the worst case due to its kinetic and possibly still existing electrical energy as a function from the system friction in the required tolerance band for the target position SIII + d 5 runs in aperiodically and is held there by the static friction.

Bevor nun die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben wird, sei noch auf zwei wesentliche Merkmale hingewiesen, durch die sichergestellt wird, daß das erfindungsgemäße Positionierregelungssystem auch dann sicher und zufriedenstellend arbeitet, wenn aus einer geringen Entfernung zum Ziel gestartet wird und wenn extrem ungünstige Bedingungen vorliegen. Before now the invention with reference to some embodiments in detail is described, reference should be made to two essential features through which it is ensured that the positioning control system according to the invention also then works safely and satisfactorily when from a short distance to the target is started and when extremely unfavorable conditions exist.

Bei Annäherung an das Ziel wird die am Motor wirksame maximale Spannung vermindert. Dadurch ist ein Start auch unmittelbar vor dem Zielbereich III möglich, ohne daß der Motor über das Ziel hinausschießt. Die Beschränkung der Spannung erfolgt auf solche Werte, daß im ungünstigsten Fall, d.h. beim Auftreten maximaler Systemreibung, ein Anlaufen des Motors noch möglich ist. Auf welche Weise diese Spannungsbeschränkung erfolgt, wird später im einzelnen beschrieben. When the target is approached, the maximum voltage effective on the motor becomes reduced. This means that a start is also possible immediately in front of finish area III, without the engine overshooting the target. The voltage is restricted to such values that in the worst case, i.e. when maximum system friction occurs, it is still possible for the motor to start. In what way this voltage restriction will be described in detail later.

Um zu verhindern, daß der Motor aufgrund von Störungen bereits vor dem Zielbereich zum Stillstand kommt, wird durch noch zu beschreibende Mittel die Motorspannung zeitlinear erhöht, wenn die Ist-Impulszeit TE des motors einen bestimmten Grenzwert TG überschreitet. Dadurch wird der Motor wieder beschleunigt. To prevent the engine from malfunctioning already the target area comes to a standstill, the Motor voltage increases linearly with time if the actual pulse time TE of the motor is a certain one Exceeds limit value TG. This accelerates the engine again.

Anhand der Fig. 4 und 5 wird nunmehr ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystems im einzelnen beschrieben. Bei dem in Fig. 4 als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Wegmessung digital und die Erfassung der Impuisperiodenzeit analog. Es werden darin die folgenden Funktionsblöcke verwendet: In einen Zeilenzähler und Dekodierer 25 wird über eine Leitung 23 zur Ausführung eines Zeilensprungs eines Formulars ein Zählwert 5 eingegeben, welcher der Entfernung c zur Zielposition entspricht. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird jeder Zeilensprung von 1/6 Zoll (ca. 4 mm) in 40 Zählimpulse aufgelöst. Um sicherzustellen, daß der Zählerstand immer positiv bleibt, wird die Zielposition SIII auf den Zählerstand 5 gelegt, wobei die zulässige Positioniertoleranz + 3 Zählimpulse betragen soll. A first exemplary embodiment will now be described with reference to FIGS of the positioning control system according to the invention described in detail. at the embodiment shown as a block diagram in FIG. 4 takes place Digital distance measurement and analog recording of the pulse period time. There will be in it uses the following function blocks: In a line counter and decoder 25 is interlaced via a line 23 Form a count 5 entered, which corresponds to the distance c to the target position. In the embodiment described, every 1/6 inch (approx. 4 mm) resolved into 40 counting pulses. To make sure that the counter reading is always remains positive, the target position SIII is placed on the count 5, with the permissible positioning tolerance should be + 3 counting pulses.

Für einen durchzuführenden Sprung von einer Zeile ist somit in den Zähler 25 ein Zählwert 5c von 45, für 2 Zeilen entsprechend ein Zählwert von 85 und für 3 Zeilen entsprechend ein Zählwert von 125 einzugeben. Die Größe bzw.For a jump to be carried out from one line to the Counter 25 a count 5c of 45, for 2 lines a count of 85 accordingly and enter a count of 125 for 3 lines. The size or

Kapazität des Zählers richtet sich nach dem maximal zu positionierenden Weg. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein 12-Stufen-Zähler verwendet, welcher somit eine Positionierung von maximal 400 mm Weglänge zuläßt. In einer später noch näher beschriebenen Weise wird der Zähler entsprechend dem vom Motor zurückgelegten Weg abwärts gezählt.The capacity of the counter depends on the maximum to be positioned Path. In the exemplary embodiment described, a 12-stage counter is used, which thus a positioning of a maximum of 400 mm path length allows. In one more later In the manner described in more detail, the counter is set according to the amount covered by the engine Counted way down.

Ein in dem Zählerblock 25 enthaltener Dekodierer stellt fest, wenn der Zähler einen Zählwert SD d 128 und einen Zählwert SD z 8 erreicht. Beim Erreichen des Zähiwertes 128 wird ein anschließend näher beschriebener Digital-Analog-Wandler 26 in Tätigkeit gesetzt. Bei Erreichen eines Zählwertes 5D = 8 wird über eine Leitung 25a mittels einer später noch näher beschriebene Motorsteuerschaltung 31 die Motorspannung UM abgeschaltet.A decoder contained in the counter block 25 determines if the counter reaches a count SD d 128 and a count SD z 8. Upon reaching of the count 128 is a digital-to-analog converter described in more detail below 26 put into operation. When a count value of 5D = 8 is reached, a line 25a, the motor voltage by means of a motor control circuit 31, which will be described in more detail later UM switched off.

Der bereits erwähnte Digital-Analog-Wandler 26 wandelt die von dem Zählerblock 25 gelieferten Zählwerte 128 bis O in entsprechende Spannungswerte U1 um. Diese dem Zählwert des Zählers proportionalen Spannungswerte U1 werden an einen Funktionsgenerator 27 angelegt, der entsprechend der gewünschten wegabhängigen Abbremsfunktion eine Spannung U2 erzeugt, welche die Führungsgröße für den anschließend beschriebenen Regelkreis darstellt. Diese Spannung U2 stellt den Sollwert TF* dar, wie er im Zusammenhang mit Fig. 3 bereits beschrieben wurde. The already mentioned digital-to-analog converter 26 converts the from Counter block 25 supplied count values 128 to O into corresponding voltage values U1 around. This dem Count value of the counter proportional voltage values U1 are applied to a function generator 27, which corresponds to the desired path-dependent braking function generates a voltage U2, which is the reference variable for the control loop described below. This voltage U2 represents represents the target value TF *, as it has already been described in connection with FIG. 3.

Die genannte Spannung U2 wird gemeinsam mit einer noch zu beschreibenden Spannung U9, welche dem ebenfalls im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Ist-Wert T * ent-E spricht, an einen Subtraktionsverstärker 28 angelegt, um die Differenz dieser beiden Spannungen zu bilden. Diese die Regelabweichung darstellende Differenzspannung U3 wird in einer Spannungsverstärkerstufe 29 verstärkt. Durch Einstellen des Verstärkungsfaktors dieses Spannungsverstärkers läßt sich die Verstärkung GR des Regelkreises beeinflussen. The mentioned voltage U2 is used together with a voltage to be described Voltage U9, which corresponds to the actual value also described in connection with FIG T * ent-E corresponds, applied to a subtraction amplifier 28, to the difference these two tensions to form. This differential voltage representing the control deviation U3 is amplified in a voltage amplifier stage 29. By setting the gain factor this voltage amplifier can influence the gain GR of the control loop.

Beispielsweise wäre es auch möglich, beim Übergang aus dem Funktionsbereich III (siehe Fig. 6) in den Funktionsbereich II, d.h. mit Erreichen des Zählwertes 128,die Verstärkung von einem höheren auf einen geringeren Wert umzuschalten, wie dies bereits im Zusammenhang mit der Fig. 6 erwähnt wurde. Die vorzeichen- und betragsmäßig der Regelabweichung entsprechende analoge Spannung U4 wird nunmehr einem Impulsbreiten-Modulator 30 zugeführt. Dieser Impulsbreiten-Modulator arbeitet mit einer internen dreieckförmigen Spannung U5 mit einer Frequenz von 4kHz und die durch die Modulation erhaltenen breitenjnodulierten Rechteckimpulse der genannten Frequenz werden nun an eine Motorsteuerschaltung 31 angelegt.For example, it would also be possible when moving out of the functional area III (see Fig. 6) into functional area II, i.e. when the count value is reached 128 to switch the gain from a higher to a lower value, like this has already been mentioned in connection with FIG. The sign and amount The analog voltage U4 corresponding to the control deviation is now used as a pulse width modulator 30 supplied. This pulse width modulator works with an internal triangular shape Voltage U5 with a frequency of 4kHz and that obtained by the modulation Width-modulated square-wave pulses of the frequency mentioned are now sent to a motor control circuit 31 created.

Diese Motorsteuerschaltung 31 enthält drei Funktionsblöcke, nämlich einen Abschaltblock 32, einen Vorwärts-Rückwärtsschalter 33 und einen Treiberstufen-Steuerblock 34. Der Abschaltblock 32 bewirkt die Abschaltung der Motorspannung, wenn über die von dem Zähler-und Dekodiererblock 25 kommende Leitung 25a ein Zählwert SD A 8 signalisiert wird. An den Vorwärts-Rückwärtsschalter 33 wird über die Leitung 24 der Befehl "Startbefehl vorwärts - rückwärts angelegt, um festzulegen, ob der Motor in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung laufen soll. Eine Drehrichtungsumkehr kann auf einfache Weise durch logische Invers ion des impulsbreitenmodulierten Signals U6 erfolgen. This motor control circuit 31 includes three functional blocks, viz a shutdown block 32, a forward-reverse switch 33, and a driver stage control block 34. The shutdown block 32 causes the motor voltage to be switched off when the Line 25a coming from counter and decoder block 25 signals a count value SD A 8 will. The command “start command forward - applied backward to determine whether the motor is in forward or reverse direction should run. The direction of rotation can be reversed in a simple manner by means of a logical inverse ion of the pulse width modulated signal U6.

Das von der Motorsteuerschaltung 31 abgegebene und gegebenenfalls invertierte impulsbreitenmodulierte signale U6 wird nun über den Treiberstufen-Steuerblock 34 der Motortreiberstufe 35 zugeführt, welche eine entsprechende Spannung U7 an den den Gleichstrommotor 15 (Fig. 1) und dia Last symbolisierenden Funktionsblock 36 anlegt.The output from the motor control circuit 31 and possibly inverted pulse width modulated signals U6 is now sent via the driver stage control block 34 of the motor driver stage 35 supplied, which a corresponding voltage U7 to the function block symbolizing the direct current motor 15 (FIG. 1) and the load 36 creates.

Die Treiberstufe 35 ist zusammen mit der Motorsteuerschaltung 31 und dem Gleichstrommotor 15 in Fig. 10 nochmals im einzelnen dargestellt. Über die beiden durch die positiven bzw. negativen Halbwellen des impulibreienmodulierten Signals U6 beaufschlagten Leitungen 31a und 31b werden abwechselnd der eine oder der andere der beiden Transistoren T1 und T2 leitend gemacht, so daß abwechselnd jeweils für eine durch das Impulsbreitenverhältnis aus positiver und negativer Halbwelle bestimmte Zeitdauer die Spannung +Umax und die Spannung -Umax an dle Wicklung des GleichStrommotors gelangt. Die Induktivität der Motorwicklung wirkt integrierend bzw. glättend auf den Motorstrom. The driver stage 35 is together with the motor control circuit 31 and the direct current motor 15 shown again in detail in FIG. About the both by the positive and negative half-waves of the pulse width modulated Signals U6 applied lines 31a and 31b are alternately one or the other of the two transistors T1 and T2 made conductive so that alternately each for one due to the pulse width ratio of positive and negative half-wave a certain period of time the voltage + Umax and the voltage -Umax on the winding of the DC motor arrives. The inductance of the motor winding works integrating or smoothing on the motor current.

Ist die Breite der positiven Halbwelle gleich der Breite der negativen Halbwelle bzw. ist das Impulsbreitenverhältnis gleich 1, was einer Regelabweichung von Null (U3 und U4 = OV) entsprechen würde, dann würde sich~die Wirkung, der beiden Spannungen +Umax und Umax im Motor aufheben, was einer effektiven Motorspannung von Null Volt entsprechen würde.If the width of the positive half-wave is equal to the width of the negative Half-wave or the pulse width ratio is equal to 1, which is a control deviation would correspond to zero (U3 and U4 = OV), then ~ the effect of both Voltages + Umax and Umax in the motor cancel what an effective motor voltage would correspond to zero volts.

Der Funktionsblock 37 enthält eine mit zwei Spuren versehene Schlitzlochscheibe und zwei mit diesen Spuren zusammenarbeitende optische Abtastvorrichtungen bzw. Sensoren. The function block 37 contains a slotted disc provided with two tracks and two optical scanning devices or optical scanning devices cooperating with these tracks. Sensors.

Die Schlitzlochscheibe dreht sich mit einer der Motordrehzahl entsprechenden Winkelgeschwindigkeit >) . Das von der ersten Taktspur ab, geleitete Signal mit der Impulsperiodendauer TE wird einem Impulsdauer-Spannungswandler 38 zugeführt.The slotted disc rotates at a speed corresponding to the engine speed Angular velocity>). The signal derived from the first clock track is also included the pulse period duration TE is fed to a pulse duration voltage converter 38.

Dieser besteht aus einem Integrator und einer Ronstantstromquelle und wird in der zeitlichen Sequenz der Taktimpulse jeweils auf eine konstante Spannung U8max aufgeladen und anschließend zeitlinear entladen. Am Ende einer Impulsperiode TE wird die zu diesem Zeitpunkt noch vorhandene Spannung U8 an eine Halteschaltung 39 abgegeben, die diese Spannung'als Ug für die folgende Impulsperiode speichert und - wie bereits erwähnt - zum Vergleich mit der Führungsspannung U2 an den Subtraktionsverstärker anlegt. Wird im Funktionsblock 38, d.h. im Impulsdauer-Spannungswandler, festgestellt, daß die Periodendauer TE eine bestimmte Grenzperiodendauer TG erreicht oder überschreitet, dann wird ein in der genannten Halteschaltung 39 enthaltener FET-Transistor leitend gemacht, wodurch die weiter absinkende Spannung U8 während der noch laufenden.Taktimpulsperiode unmittelbar an den Subtraktionsverstärker 28 gekoppelt wird, so daß die Motorspannung zeit linear ansteigt und der Motor beschleunigt wird.This consists of an integrator and a constant current source and is set to a constant voltage in the time sequence of the clock pulses U8max charged and then discharged linearly over time. At the end of a pulse period TE is the voltage U8 still present at this point in time to a holding circuit 39 delivered, which stores this voltage as Ug for the following pulse period and - as already mentioned - for comparison with the reference voltage U2 to the subtraction amplifier applies. If it is determined in function block 38, i.e. in the pulse duration voltage converter, that the period TE reaches or exceeds a certain limit period TG, then an FET transistor contained in said holding circuit 39 becomes conductive made, whereby the further decreasing voltage U8 during the still running.Taktimpulsbeispiel immediately the subtraction amplifier 28 is coupled, so that the motor voltage increases linearly over time and the motor is accelerated.

Das von der Taktspur I der Schlitzlochscheibe abgetastete Signal (Funktionsblock 37) und das von der Taktspur II abgetastete Taktsignal, das gegenüber dem ersten eine Phasenverschiebung von einer viertel Impulsperiode aufweist, werden an einen Funktionsblock 40 angelegt, welcher aus den beiden gegeneinander phasenverschobenen Taktsignalen I und II die Ist-Drehrichtung des Motors bestimmt und über die Leitung 40a ein dementsprechendes Zählrichtungssignal an den Zählerblock 25 liefert. In dem Funktionsblock 40 erfolgt ferner eine Verdoppelung der Taktimpulsfrequenz, d.h. für jede Taktimpulsperiode TE werden über eine Leitung 40b zwei Zählimpulse an den Zählerblock 25 geliefert. The signal scanned from clock track I of the slotted disc (Function block 37) and the clock signal sampled by the clock track II, the opposite the first has a phase shift of a quarter pulse period applied to a function block 40, which consists of the two mutually phase-shifted Clock signals I and II determine the actual direction of rotation of the motor and over the line 40a supplies a corresponding counting direction signal to the counter block 25. In the function block 40 also doubles the clock pulse frequency, i. e. for each clock pulse period TE, two counting pulses are sent to the via a line 40b Meter block 25 delivered.

Ist durch Einstellung des Vorwärts-Rückwärtsschalters 33 die Soll-Drehrichtung auf "vorwärts" eingestellt, und wird im Funktionsblock 40 als Ist-Drehrichtung ebenfalls "vorwärts" festgestellt, dann bewirkt das über die Leitung 40a an den Zählerblock 25 angelegte Zählrichtungssignal, daß die über die Leitung 40b an den Zählerblock 25 gelangenden Zählimpulse den in diesem Block enthaltenen Zähler nach unten fortschalten. Würde dagegen im Funktionsblock 40 als Ist-Drehrichtung "rückwärts" festgestellt, dann würde eine entsprechende Aufwärts zählung des Zählers erfolgen. Damit ist sichergestellt, daß auch bei Auftreten eines Fehlers, beim Uberschwingen oder bei Manipulation von außen der in dem Funktionsblock 25 enthaltene Zeilenzähler immer den richtigen Abstand zur Zielposition anzeigt. Is the set direction of rotation by setting the forward / reverse switch 33 is set to "forward" and is also used as the actual direction of rotation in function block 40 "Forward" is determined, then this is effected via line 40a to the counter block 25 applied counting direction signal that the via line 40b to the counter block 25 incoming counting pulses increment the counter contained in this block downwards. If, on the other hand, the actual direction of rotation was determined to be "backwards" in function block 40, then a corresponding upward counting of the counter would take place. This ensures that even when an error occurs, when overshooting or when manipulating outside the line counter contained in the function block 25 always has the correct distance to the target position.

Anhand der in Fig. 5 dargestellten Signalformen und Spannungen sei nunmehr nochmals die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung kurz erläutert. Die Signalform a in Fig. 5 stellt die von der Spur I der Taktsignalscheibe abgetastete Taktimpulsperiodenfolge dar. Wie-aus dieser Figur ersichtlich, wächst die Impulsperiodendauer der einzelnen Impulsperioden TEl bis TE6 mit der Zeit an, was besagt, daß sich die Motorgeschwindigkeit mit der Zeit verringert. Zu Beginn jeder der an den Impulszeit-Spannungswandler 38 angelegten Taktimpulsperiode wird dieser - wie bereits erwähnt - auf die konstante maximale Spannung U8max aufgeladen, wie dies aus der Signalform b ersichtlich ist. Based on the waveforms and voltages shown in FIG now again briefly the mode of operation of this exemplary embodiment of the invention explained. Waveform a in Fig. 5 represents that from track I of the clock signal slice sampled clock pulse period sequence. As can be seen from this figure, grows the pulse period duration of the individual pulse periods TEl to TE6 with time, which means that the engine speed will decrease over time. At the start each of the clock pulse period applied to the pulse-time-to-voltage converter 38 becomes this - as already mentioned - charged to the constant maximum voltage U8max, as can be seen from signal form b.

Durch Entladung wird die Spannung U8 während der Dauer einer Impulsperiode zeitlinear vermindert. Eine geringe Entladung und damit eine hohe verbleibende Spannung U8 am Ende einer Periode bedeutet somit eine kurze Impulsperiodendauer und somit eine relativ hohe Motorgeschwindigkeit. Die jeweils am Ende einer Impulsperiode noch vorhandene Spannung U8 wird -wie bereits erwähnt - in der Halteschaltung 39 für die nächste I»puLsperlode aufrechterhalten und als Ist-Wert-Spannung Ug in dem 8ub trak ti onsverstllrker 28 mit der Soll-Wert-Bpannung U2 verglichen. Dieser Sachverhalt ist in der Signal form c dargestellt. Der Wert der treppenförmig abfallenden Spannung Ug, beispielsweise innerhalb der Impulaperiode TE3, entspricht der Endspannung Uß (Signalform b) am Ende der vorangehenden Impuisperiode, nämlich der Impulsperiode TE2.The voltage U8 is increased by discharging for the duration of one pulse period linearly reduced. A low discharge and thus a high remaining voltage U8 at the end of a period thus means a short pulse period and thus a relatively high engine speed. Each at the end of a pulse period Any voltage U8 that is still present is - as already mentioned - in the holding circuit 39 for the next I »puLsperlode and maintained as the actual value voltage Ug in the 8ub traction amplifier 28 compared with the nominal value voltage U2. This fact is shown in signal form c. The value of the stepped voltage drop Ug, for example within the pulse period TE3, corresponds to the final voltage Uß (Waveform b) at the end of the previous pulse period, namely the pulse period TE2.

über der Spannung Ug iit in der Signalform c mit gestrichelten Linien die Boll-Wert-8pannung U2 eingezeichnet. Wie aus der Signalform c ersichtlich, tritt eine Verminderung der Boll-Wert-8pannung U2 jeweils nach Ablauf etwa einer halben Impulßperiode TE ein, da - wie ebenfalls bereits erwähnt -der den Abruf des Soll-Wertes aus den Funktionsblöcken 26 und 27 bewirkende Zähler 25 mit gegenüber der Taktimpuls-Frequenz doppelten Frequenz nach unten fortgeschaltet wird.over the voltage Ug iit in the waveform c with dashed lines the Boll value voltage U2 is shown. As can be seen from the waveform c, occurs a reduction in the Boll value voltage U2 after approximately half a time Pulse period TE on because - as already mentioned - the call-up of the setpoint value from function blocks 26 and 27 effecting counter 25 with opposite the clock pulse frequency is incremented downwards twice the frequency.

Die durch den Subtraktionsverstärker 28 erhaltene Differenzspannung U3 ist in der Signalform c durch den Doppelpfeil innerhalb der Impulsperiode TE3 angedeutet. Die, durch Verstärkung der Differenzspannung U3 in dem Spannungsverstärker 29 erhaltene Spannung U4 ist in der Signalform d durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Diese verstärkte Differenzspannung U4 wird mit Hilfe der in dem Impulsbreiten-Modulator erzeugten Dreieckspannung U5 in ein entsprechendes impulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal U6 umgewandelt, das in etwa der in der Signalform e dargestellten von der Treiberstufe 35 gelieferten Motorspannung U7 entspricht. Diese impulsbreitenmodulierte Motorspannung U7 springt zwischen den Spannungen + Umax und - U hin und her.The difference voltage obtained by the subtraction amplifier 28 U3 is in signal form c by the double arrow within the pulse period TE3 indicated. That, by amplifying the differential voltage U3 in the voltage amplifier 29 obtained voltage U4 is in the signal form d by the dash-dotted line shown. This amplified differential voltage U4 is used in the pulse width modulator generated triangle voltage U5 into a corresponding pulse width modulated square wave signal U6 converted, which is roughly the one shown in signal form e by the driver stage 35 supplied motor voltage U7 corresponds. This pulse width modulated motor voltage U7 jumps back and forth between the voltages + Umax and - U.

max Der durch diese Spannung hervorgerufene Motorstrom wird über die Motorinduktivität ausreichend geglättet, so daß am Motor je nach Tastverhältnis eine mittlere Spannung - Umax < UM < < + Umax wirksam wird. max The motor current caused by this voltage is over the motor inductance is smoothed sufficiently so that on the motor depending on the duty cycle a medium voltage - Umax <UM <<+ Umax becomes effective.

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die volle Spannung + Umax oder - Umax am Motor wirksam wird. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Regelabweichung einen bestimmten Wert überschreitet, d.h. wenn die Spannung U4 betragsmäßig größer wird als die Amplitude der Dreieck-Spannung U5. Dies wird in der Regel beim Anlaufen des Motors (positive Differenz) oder beim Abbremsen bzw. Positionieren des Motors aus der maximalen Motorgeschwindigkeit bei extrem geringer Systemreibung (negative Differenz) der Fall sein. Im zuerst genannten Fall hat dies das Anlegen der vollen, stark beschleunigend wirkenden Spannung + Umax und im zweiten Falle das Anlegen der vollen stark bremsend wirkenden Spannung - Umax zur Folge. Of course, it is also possible that the full voltage + Umax or - Umax takes effect on the motor. This is always the case when the system deviation exceeds a certain value, i.e. if the voltage U4 is larger in magnitude is called the amplitude of the triangular voltage U5. This is usually when starting up of the motor (positive difference) or when braking or positioning the motor from the maximum engine speed with extremely low system friction (negative Difference) be the case. In the first-mentioned case, this involves creating the full, strongly accelerating voltage + Umax and in the second case the application the full, strong braking effect - Umax result.

Die weiter oben bereits erwähnte Tatsache, daß dann, wenn die Impulsperiodendauer TE eine bestimmte Grenzdauer TG überschreitet, die Wirkung der Halteschaltung 39 außer Betrieb gesetzt wird und dadurch die sich weiter vermindernde Spannung U8 unmittelbar an den Subtraktionsverstärker 28 gelangen kann, was ein Ansteigen der Differenzspannung und damit eine Verbreiterung der Impulse der an den Motor angelegten Spannung U7 zur Folge hat, ist ebenfalls aus der Fig. 5, insbesondere aus den Signalformen b, c und d innerhalb der Impulsperiode TE5 veranschaulicht. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der Motor nicht vor Erreichen der Zielposition zum Stillstand kommt. The fact already mentioned above that when the pulse period TE exceeds a certain limit duration TG, the effect of the holding circuit 39 is put out of operation and thereby the further decreasing voltage U8 can directly reach the subtraction amplifier 28, which increases the Differential voltage and thus a broadening of the impulses applied to the motor Voltage U7 is also shown in FIG. 5, in particular from the waveforms b, c and d within the pulse period TE5. By this measure ensures that the motor does not come to a standstill before reaching the target position comes.

In Fig. 7 ist die in dem beschriebenen Beispiel verwendete Regelcharakteristik zusammen mit einem Positioniervorgang aus maximaler Geschwindigkeit Vmax heraus angegeben. In Fig. 7 is the control characteristic used in the example described together with a positioning process from maximum speed Vmax specified.

Auf der Abszisse des in Fig. 7 dargestellten Diagramms sind innerhalb des Positionierbereichs II die der Entfernung zum Ziel entsprechenden Zählwert 128 bis 8 des Zählers 25 aufgetragen. Auf der Ordinate sind die transformierten Impulszeiten * und TE * in Millisekunden aufgetragen. Die ausgezogene Linie stellt die Regelcharakteristik, d.h. die Führungs-Impulsperiodendauer TFII* innerhalb des Bereichs II dar. Die gestrichelte Linie stellt die Ist-Impulsperiodendauer TE * für den mit maximaler Geschwindigkeit aus dem Bereich I kommenden Motor dar. Bei einer maximalen Motorspannung Umax von 28 Volt und einer maximal ausgewerteten Differenz #Tmax = 5ms ergibt sich ein Verstärkungsfaktor von Die Messgrenze für den Maximalwert der Impuls zeit beträgt = = 5,5 ms. Die Motorspannung UM ist - wie bereits mehrmax fach erwähnt - der Differenz zwischen der Führungs-Impulsperiodendauer TF * und der Ist-Impulsperiodendauer TE* proportional und nimmt, wie aus Fig. 7 ersichtlich, im dargestellten Positionierbereich II von 18,5 Volt gegen 0 Volt ab.The count values 128 to 8 of the counter 25 corresponding to the distance to the target are plotted on the abscissa of the diagram shown in FIG. 7 within the positioning range II. The transformed pulse times * and TE * in milliseconds are plotted on the ordinate. The solid line represents the control characteristic, ie the reference pulse period TFII * within area II. The dashed line represents the actual pulse period TE * for the motor coming at maximum speed from area I. With a maximum motor voltage Umax of 28 Volt and a maximum evaluated difference #Tmax = 5ms results in a gain factor of The measurement limit for the maximum value of the pulse time is = = 5.5 ms. The motor voltage UM is - as already mentioned several times - proportional to the difference between the guide pulse period TF * and the actual pulse period TE * and, as can be seen from FIG. 7, increases in the illustrated positioning range II from 18.5 volts to 0 volts away.

Dadurch wächst die Impuls zeit des Motors von TE = 1 ms (TE* = 4,5 ms) auf (TE)END = 4,5 ms ((je END - 1 ms) an.This increases the pulse time of the motor from TE = 1 ms (TE * = 4.5 ms) to (TE) END = 4.5 ms ((per END - 1 ms).

Die strichpunktierte Kurve stellt die Grenzkurve der maximal ausgewerteten Differenz ATmaX von 5 Millisekunden max in bezug auf die Kurve der Führungs-Impulsperiodendauer TFII* dar. Längs dieser strichpunktierten Kurve und innerhalb des links unterhalb dieser Kurve liegenden Bereichs würde eine Motorspannung von + Umax vorliegen. Wie aus Fig. 7ersichtlich, schneidet die strichpunktierte Kurve am Punkt 5R die Abszisse. Dies bedeutet, daß aufgrund der stark abfallenden Kurve von TFII * und aufgrund des begrenzten Meßbereichs für die Impulsperiodenmessung, die maximal mögliche Differenz immer geringer wird, wodurch sich rechts vom Schnittpunkt SR der Grenzkurve für UM = + Umax mit der Abszisse die am Motor maximal mögliche wirksame Spannung von Umax sukzessive auf Umax/5 vermindert. Durch diese allmähliche Spnnungsverringerung sind Positionierungen auch über geringe Wege möglich, ohne daß der Motor über das Ziel hinausschießt. The dash-dotted curve represents the limit curve of the maximum evaluated Difference ATmax of 5 milliseconds max with respect to the curve of the leading pulse period duration TFII *. Along this dash-dotted curve and within the left below This curve would have a motor voltage of + Umax. As from Fig. 7, the dash-dotted curve intersects the abscissa at point 5R. This means that due to the steeply sloping curve of TFII * and due to of the limited measuring range for the pulse period measurement, the maximum possible difference is getting smaller, which means that to the right of the intersection point SR the limit curve for UM = + Umax with the abscissa the maximum possible effective voltage of the motor Umax successively reduced to Umax / 5. Through this gradual decrease in tension Positioning is also possible over short distances without the motor being driven via the Target shoots out.

In den Fig. 8 und 9 sind für verschiedene Zeilensprünge die Positioniervorgänge dargestellt, wobei die Versorgungsspannung und die Systemreibung konstante Werte haben. In FIGS. 8 and 9, the positioning processes are for different line jumps with the supply voltage and the system friction constant values to have.

In diesen Figuren bedeutet d der Transport um eine Zeile, c der Transport um zwei Zeilen, b der Transport um drei Zeilen und a ein Transport von mehr als fünf Zeilen. Eine Zeile entspricht jeweils einem Transport von 40 Zählimpulsen des Weg-bzw. Zeilenzählers 25. Im oberen Teil der Fig. 8 ist jeweils die bei diesen Zeilenschaltvorgängen auftretende Motorspannung UM über dem zurückgelegten Weg (Zählimpulse 128 bis 0) aufgetragen. Im unteren Teil der Fig. 8 ist jeweils die entsprechende Transportgeschwindigkeit ebenfalls über dem zurückgelegten Weg aufgetragen. In Fig. 9 ist dagegen die Transportgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen.In these figures, d means transport by one line, c means transport by two lines, b the transport by three lines and a a transport of more than five lines. One line corresponds to a transport of 40 counting pulses of the Way or. Line counter 25. In the upper part of FIG. 8 is in each case the Motor voltage UM occurring during these line switching operations above the covered Distance (counting pulses 128 to 0) plotted. In the lower part of FIG. 8 is in each case the corresponding transport speed also over the distance covered applied. In Fig. 9, however, the transport speed is dependent applied by the time.

Anhand der Fig. 11 bis 13 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel des findungsgemäßen Positionierregelungssystems beschrieben, welches rein digital arbeitet. Bei dem in Fig. 11 dargestellten Blockschaltbild sind diejenigen Funktionsblöcke, welche mit dem teils digital, teils analog arbeitenden, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. A second exemplary embodiment will now be described with reference to FIGS of the inventive positioning control system, which is purely digital is working. In the block diagram shown in FIG. 11, those function blocks are which are shown in FIG. 4 with the partly digital, partly analog working Embodiment match, provided with the same reference numerals.

An den den Zeilenzähler und den Vorwärts-Rückwärts-Dekodierer enthaltenden Funktionsblock 25 wird über die Leitung 23 der für einen gewünschten Zeilensprung erforderliche Zählwert Sc eingegeben. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden für einen Sprung von jeweils einer Zeile 40 Zählimpulse eingegeben, wobei auch hier die Zielposition auf den Zählerstand 5 gelegt ist. Die Motorsteuerschaltung 31, die in Fig. 11 nur als ein einziger Funktionsblock dargeßtellt ist, die Motortreiberstufe 35, der den Motor und die Last darstellende Funktionsblock 36-, die aus Schlitzlochscheibe und Sensor bestehende optische Abtasteinrichtung 37 und der die Richtungsidentifikationsschaltung und die Impulsverdoppelungsschaltung enthaltende Funktionsblock 40 können mit den entsprechenden Funktionsblöcken der Fig. 4 identisch sein und werden deshalb nicht näher beschrieben. To the one containing the line counter and the up / down decoder Function block 25 becomes the line 23 for a desired line jump required count value Sc entered. As with the first embodiment 40 counting impulses are entered for a jump of one line at a time, whereby here too the target position is set to the counter reading 5. The motor control circuit 31, which is only shown as a single functional block in FIG. 11, the motor driver stage 35, the function block 36- representing the motor and the load, consisting of the slotted perforated disk and sensor consisting of optical scanning device 37 and the direction identification circuit and function block 40 including the pulse doubling circuit can be used with the corresponding function blocks of FIG. 4 be identical and therefore not described in more detail.

Über die Leitung 24 wird die Motorsteuerschaltung 31 in Abhängigkeit davon, in welcher Richtung das Formular zum Erreichen der neu eingegebenen Zielposition bewegt werden muß, für einen Betrieb des Motors in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung eingestellt. The motor control circuit 31 is dependent on the line 24 of the direction in which the form to reach the newly entered target position must be moved to operate the motor in a forward or reverse direction set.

Als Sollwertgeber für die gewünschte Abbremsfunktion wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein Festwertspeicher 50 verwendet, welcher beispielsweise 256, adressierbare Speicherstellen zu jeweils 8 Bits aufweist. In den Speicheradressen 255 bis 128 ist jeweils ein konstanter Wert D (siehe auch Fig. 13) gespeichert, welcher die Normalgeschwindigkeit des Transportsystems bestimmt. In den Speicherstellen 127 bis 0 sind die entsprechenden Werte für die jeweilige Soll-Impulsperiodenzeit für die durch die Adresse definierte Entfernung zur Zielposition gespeichert; d.h. die in den Speicherstellen 127 bis 0 enthaltenen Werte definieren die gewünschte Abbremsfunktion. Falls es erwünscht ist, diese Abbremsfunktion oder Abbremskurve zur Anpassung an bestimmte andere Systembedingungen zu ändern, kann statt eines Festwertspeichers (ROM) ein programmierbarer Festwertspeicher (PROM) verwendet werden. As a setpoint generator for the desired braking function, this Embodiment uses a read-only memory 50, which, for example, 256, has addressable memory locations of 8 bits each. In the memory addresses A constant value D (see also Fig. 13) is stored in each case from 255 to 128, which determines the normal speed of the transport system. In the memory locations 127 to 0 are the corresponding values for the respective target pulse period time stored for the distance to the target position defined by the address; i.e. the values contained in memory locations 127 to 0 define the desired Braking function. If required, this braking function or braking curve to adapt to certain other system conditions, instead of a Read-only memory (ROM) a programmable read-only memory (PROM) can be used.

Der jeweils aus dem Festwertspeicher 50 ausgelesene Sollwert A für die Impulsperiodenzeit wird zusammen mit dem Istwert B an eine binäre Subtrahierstufe 51 angelegt. Diesen Istwert B -der Impulsperiodendauer TE der von der Taktscheibe 16 (Fig. 1) abgetasteten Taktimpulse erhält man dadurch, daß diese von dem Funktionsblock 37 gelieferten Impulse einer Impulsperioden-Meßschaltung 52 zugeführt werden, welche einen Zähler enthält , in den jeweils während der Dauer einer Impulsperiode TE von einem Oszillator 53 gelieferte Zeitgabeimpulse T0 eingezählt werden. Aus später noch näher beschriebenen Gründen, wird jeweils zu Beginn einer Zählperiode, d.h. zu Beginn einer neuen Taktimpuls-Periode TES der in der Zeitmeßschaltung 52 enthaltene Zähler auf einen konstanten Wert K voreingestellt, beispielsweise auf einen Wert von K = 82. Der Oszillator 53 liefert beispielsweise ein Zeitgabesignal mit einer Frequenz von 25,6 kHz. Die Zeitmessung erfolgt somit mit einer Auflösung in 39 Mikrosekunden-Schritten. The setpoint value A read out in each case from the read-only memory 50 for the pulse period time is sent together with the actual value B to a binary subtraction stage 51 created. This actual value B -the pulse period TE of the clock disk 16 (Fig. 1) sampled clock pulses are obtained by the fact that these from the function block 37 supplied pulses are fed to a pulse period measuring circuit 52, which contains a counter, in each case during the duration of a pulse period TE of an oscillator 53 supplied timing pulses T0 are counted. From later reasons, which will be described in more detail, is in each case at the beginning of a counting period, i. at the beginning of a new clock pulse period TES contained in the time measuring circuit 52 Counter preset to a constant value K, for example to a value of K = 82. The oscillator 53 supplies, for example, a timing signal with a Frequency of 25.6 kHz. The time measurement is therefore carried out with a resolution in 39 microsecond steps.

Am Ende einer Taktimpulsperiode TE wird der Inhalt des Zählers in ein Pufferregister 54 übertragen. Während der nächsten Impulsperiodendauer wird der Inhalt dieses Pufferregisters 54 der genannten Subtrahierstufe 51 als Istwert B zugeführt. Überschreitet die Impulsperiodendauer TE einen bestimmten Grenzwert, beispielsweise den Wert von 4,4 msec, dann wird der Inhalt des Pufferregisters 54 während der noch laufenden Impulsperiode alle 39 Mikrosekunden um eine Einheit erhöht, wodurch sich infolge der dadurch entstehenden größeren Differenz aus Ist- und Sollwert während der noch laufenden Impulsperiodendauer auch der Motorstrom erhöht, so daß der Motor wieder beschleunigt und ein vorzeitiger Stillstand desselben beispielsweise infolge einer unerwünschten plötzlichen Lasterhöhung vermieden wird, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem-ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. At the end of a clock pulse period TE, the content of the counter in a buffer register 54 is transferred. During the next pulse period, will the content of this buffer register 54 of said subtracting stage 51 as the actual value B supplied. If the pulse period TE exceeds a certain limit value, for example, the value of 4.4 msec, then the content of the buffer register 54 increased by one unit every 39 microseconds while the pulse period is still running, as a result of the larger difference between the actual and setpoint values the motor current is also increased while the pulse period is still running, so that the engine accelerates again and a premature standstill of the same for example as a result of an undesirable sudden increase in load is avoided, as has already been done has been described in connection with the first embodiment.

In der Subtrahierstufe 51 wird die Differenz d aus dem Istwert B und dem Sollwert A gebildet ( d = B - A). The difference d from the actual value B is obtained in the subtraction stage 51 and the nominal value A (d = B - A).

Die in binärer Form vorliegende Differenz » ist nun unter Berücksichtigung des Vorzeichens in eine proportionale Motorspannung umzuwandeln. Dies geschieht vorzugsweise wieder durch eine Impulsbreitenmodulation der erhaltene dwie Regelabweichung darstellenden Differenz. Bei diesem Ausführungsbei spiel besteht der Impulsbreitenmodulator 55 aus einem zyklisch umlaufenden Zähler 56 und einer digitalen Vergleichsstufe 57, in welcher der jeweilige Inhalt des Zählers 56 mit der Regelabweichung verglichen wird. Der Zähler hat beispielsweise eine Kapazität von 256 Zählschritten und zählt zyklisch mit gleichbleibender Zählfrequenz von-diesem Wert 256 auf den;Wert 0, wie dies in Fig. 12a durch das sägezahnförmige Signal dargestellt ist. Es sei allerdings darauf hingewiesen, daß in der Ordinate der Fig. 12a nicht ein Amplitudenwert, sondern digitale Zählwerte aufgetragen sind, so daß die von links oben nach rechts unten abfallenden Flanken des sägezahnförmigen Signals in Wirklichkeit durch digitalisierte Zählschritte vom Wert 256 über den Wert 128 bis zum Wert 0 gebildet werden. Da der Zähler nicht auf negative Werte zählt, sondern der Wert 128 die Symmetrieachse darstellt, an welcher das "Tastenverhältnis" den Wert 1 : 1 aufweist, ist es für den in der digitalen Vergleichsschaltung 57 durchzuführenden Vergleich erforderlich,'die ebenfalls an diese angelegte Regelabweichung entsprechend zu korrigieren, d.h. um den Wert 128 zu erhöhen.The difference in binary form »is now taken into account of the sign into a proportional motor voltage. this happens preferably again by means of a pulse width modulation of the control deviation obtained representing difference. In this game Ausführungsbei there is the pulse width modulator 55 from a cyclically rotating counter 56 and a digital comparison stage 57, in which the respective content of the counter 56 is compared with the control deviation will. For example, the counter has a capacity of 256 counting steps and counts cyclically with constant counting frequency from this value 256 to the value 0, like this is shown in Fig. 12a by the sawtooth-shaped signal. It is true pointed out that in the ordinate of FIG. 12a, not an amplitude value, but digital count values are plotted, so that the one from the top left falling edges of the sawtooth-shaped signal in reality through digitized counting steps from the value 256 through the value 128 to the value 0 are formed. Because the counter does not count on negative values, but the value 128 represents the axis of symmetry on which the "key ratio" has the value 1: 1, it is for that to be carried out in the digital comparison circuit 57 Comparison required, 'the control deviation also applied to this accordingly to correct, i.e. to increase the value 128.

Die Subtrahierstufe 51 liefert deshalb nicht die tatsächliche Differenz A = B - A, sondern eine entsprechend korrigierte Differenz ß * = B - A + 128. Dieser Sachverhalt ist ebenfalls in Fig. 12a dargestellt. Mögliche Werte für die korrigierte Differenz d * sind darin durch das treppenförmig verlaufende Signal dargestellt.The subtraction stage 51 therefore does not supply the actual difference A = B - A, but a correspondingly corrected difference β * = B - A + 128. This The facts are also shown in FIG. 12a. Possible values for the corrected Difference d * are shown therein by the step-shaped signal.

Die Vergleichsschaltung 57 innerhalb des Impulsbreiten-Modulators 55 arbeitet in der Weise, daß sie ein Signal mit hohem Pegel immer dann abgibt, wenn die korrigierte Differenz d * größer ist als der Zählwert des Zählers 56. The comparison circuit 57 within the pulse width modulator 55 works in such a way that it outputs a high level signal whenever when the corrected difference d * is greater than the count value of the counter 56.

Dieser Sachverhalt ist in Fig. 12b dargestellt. Weist die korrigierte Differenz d* * Werte auf, die über dem maximalen Zählwert des Zählers 56 liegen, d.h. Werte zwischen beispielsweise 384 und 256 (dies entspricht einer tatsächlichen Differenz 4 von 256 bis 128), dann erzeugt die Vergleichsschaltung 57 ein kontinuierliches Signal mit hohem Pegel, wie dies im linken Drittel der Fig. 12b dargestellt ist.This fact is shown in FIG. 12b. Assigns the corrected Difference d * * values that are above the maximum count of counter 56, i.e. values between, for example, 384 and 256 (this corresponds to an actual Difference 4 from 256 to 128), then the comparison circuit 57 generates a continuous Signal with a high level, as shown in the left third of Fig. 12b.

Solche Differenzwerte treten beispielsweise beim Anlaufen des Motors auf, wenn aufgrund einer noch relativ hohen Entfernung vom Ziel eine hohe Drehgeschwindigkeit gefordert wird und deshalb eine niedrige Impulsperiodendauer als Sollwert A vorgegeben ist und der Istwert B diesen Wert noch nicht annähernd erreicht hat. In diesem Falle soll der Motor mit der maximalen Spannung Umax = + 28 V betrieben werden. Dieser Bereich der Signalform in Fig. 12b mit kontinuierlichem hohen Pegel bewirkt somit bei Vorwärtslauf des Motors über die bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Motorsteuerschaltung 31 und die Motortreiberstufe 35 das Anlegen der maximalen Motorspannung von + 28 Volt an den Motor, wie dies aus Fig. 12c ersichtlich ist. In dieser ist die tatsächlich am Motor wirksame Spannung UM (eff) aufgetragen, wie sie sich durch die Glättung der impulsbreitenmodulierten Motorspannung ergibt. In Fig. 12c ist die effektive Motorspannung für den Vorwärts lauf dargestellt; die effektive Motorspannung bei Rückwärtslauf des Motors würde einen zur Signalform in Fig. 12c spiegelbildlichen Verlauf aufweisen.Such difference values occur, for example, when the motor starts up on when a high speed of rotation due to a relatively great distance from the target is required and therefore a low pulse period is specified as setpoint A and the actual value B is this value not nearly reached yet Has. In this case the motor should be operated with the maximum voltage Umax = + 28 V. will. This portion of the waveform in Fig. 12b with a continuously high level thus causes when the engine is running forwards over the already in connection with the first embodiment described motor control circuit 31 and the motor driver stage 35 applying the maximum motor voltage of + 28 volts to the motor like this can be seen from Fig. 12c. This is the voltage that actually acts on the motor UM (eff) plotted as it is due to the smoothing of the pulse width modulated Motor voltage results. In Figure 12c is the effective motor voltage for the forward run shown; would be the effective motor voltage when the motor is running in reverse have a course that is a mirror image of the signal form in FIG. 12c.

Erreicht die korrigierte Differenz * Werte, die unterhalb des maximalen Zählwertes des Zählers 56, d.h. unterhalb von 256 liegen, dann gelangt der Regler in seinen proportionalen Regelbereich und die Vergleichsschaltung 57 gibt den Wert der jeweiligen Differenz a* entsprechende impulsbreitenmodulierte Signale, wie dies im mittleren Bereich der Fig. 12b dargestellt ist. Erreicht die korrigierte Differenz t * einen Wert von 128 (in Fig. 12a ist dieser Fall nicht dargestellt) was einer tatsächlichen Differenz von Null entspricht, dann erhält man ein impulsbreitenmoduliertes. Signal mit einem Tastverhältnis von 1 : 1, was zu einer effektiven Motorspannung von 0 Volt führt. Bei korrigierten Differenzen a* ( t28 wird das Tastverhältnis kleiner als 1, was zu einer zunehmend negativen effektiven Motorspannung UM (eff) führt. Diese negative Motorspannung wirkt bremsend auf den Motor, wie dies zum Korrigieren der ermittelten negativen Regelabweichung ( w = B - A < 0) erforderlich ist. The corrected difference * reaches values that are below the maximum Count value of the counter 56, i.e. are below 256, then the controller arrives in its proportional control range and the comparison circuit 57 gives the value pulse width modulated signals corresponding to the respective difference a *, like this is shown in the middle area of FIG. 12b. Reaches the corrected difference t * has a value of 128 (this case is not shown in FIG. 12a) which is a corresponds to the actual difference of zero, then one obtains a pulse-width modulated. Signal with a duty cycle of 1: 1, resulting in an effective motor voltage leads from 0 volts. With corrected differences a * (t28 the duty cycle becomes less than 1, which leads to an increasingly negative effective motor voltage UM (eff) leads. This negative motor voltage has a braking effect on the motor, as is done to correct it the determined negative control deviation (w = B - A <0) is required.

Erreicht die korrigierte Differenz t* Werte kleiner als Null (dies entspricht einer tatsächlichen Differenz d( - 128), dann verläßt der Regler den proportionalen Regelbereich und das von der Vergleichsschaltung 57 abgegebene, in Fig. 12b dargestellte Signal bleibt auf seinem niedrigen Pegel, was dazu führt, daß der Motor die volle negative Spannung Umax = - 28 Volt erhält. Dieser Fall kann insbesondere dann eintreten, wenn der Motor aus voller Geschwindigkeit bei geringer Systemreibung und relativ großer bewegter Masse abzubremsen ist. In diesem Falle kann also die negative Regelabweichung so groß werden, daß zur Korrektur an den Motor die volle Bremsspannung angelegt werden muß. If the corrected difference t * reaches values less than zero (dies corresponds to an actual difference d (- 128), then the controller leaves the proportional control range and the output from the comparison circuit 57, in The signal shown in FIG. 12b remains at its low level, which leads to that the motor receives the full negative voltage Umax = - 28 volts. This case can occur especially when the engine is running from full speed at low System friction and relatively large moving mass is to be braked. In this case so the negative system deviation can be so large that the correction to the The full braking voltage must be applied to the motor.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, werden die von der optischen Abtasteinheit 37 gelieferten, von den Spuren I und II der Taktscheibe abgetasteten Taktimpulse mit der Impulsperiode TE der Richtungsidentifikations- und Impulsverdoppelungseinheit 40 zugeführt, welche über eine Leitung 40a ein Zählrichtungssteuersignal an den in der Zähler-Dekodierereinheit 25 enthaltenen Zähler liefert. Über die Leitung 40b wird dieser Zähler mittels einer Impulsfolgefrequenz fortgeschaltet, die die doppelte Frequenz wie das von der Spur I der Taktscheibe abgelesene Taktsignal aufweist. Läuft der Motor in der über die Leitung 24 an die Motorsteuerschaltung 31 vorgegebenen Richtung, dann zählt der in der Einheit 25 enthaltene Zeilenzähler rückwärts, da sich der zu transportierende Beleg der Zielposition nähert. Bei Erreichen eines Zählwertes von gleich oder kleiner 8 wird über die Leitung 25a ein Signal an die Motorsteuerschaltung 31 abgegeben, welche die Abschaltung' der Motorspannung in der Treiberstufe 35 bewirkt. Die Abbremsung des Motors aus der zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Endgeschwindigkeit VE bis zur Geschwindigkeit 0 erfolgt lediglich durch die Systemreibung. Die im Zähler der Zähler-Dekodierereinheit 25 durch den Zählwert 5 definierte Zielposition wird auch bei extremen Belastungsschwankungen mit einer Genauigkeit von + 2 Zähleinheiten erreicht. As in the first embodiment, the optical Scanning unit 37 supplied, scanned by tracks I and II of the clock disk Clock pulses with the pulse period TE of the direction identification and pulse doubling unit 40 supplied, which via a line 40a a counting direction control signal to the in the counter-decoder unit 25 supplies counter. Over the line 40b, this counter is incremented by means of a pulse repetition frequency that the twice the frequency as the clock signal read from track I of the clock disk. If the motor is running in the specified manner via line 24 to motor control circuit 31 Direction, then the line counter contained in the unit 25 counts down, there the document to be transported approaches the target position. Upon reaching a Count value equal to or less than 8 is a signal to the line 25a Motor control circuit 31 output, which switches off the motor voltage in the driver stage 35 causes. The deceleration of the engine from the at this point existing final speed VE up to speed 0 only takes place through the system friction. The in the counter of the counter-decoder unit 25 by the count value 5 defined target position becomes even with extreme fluctuations in load achieved with an accuracy of + 2 counting units.

Anhand des in Fig. 13 dargestellten Diagramm wird nochmals die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Positionsierregelungssystems erläutert. In diesem Diagramm sind auf der Abszisse von links nach rechts die durch den Zeilenzähler des Funktionsblocks 25 definierte Adressen des die Abbremsfunktion speichernden Festwertspeichers 50 (ROM) aufgetragen. Diese Adressen entsprechen dem jeweiligen Abstand des zu transportierenden und zu positionierenden Aufzeichnungsträgers von seiner Zielposition. Die Zielposition ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel auf den Zählwert 5 festgelegt. Auf der linken Ordinate ist die durch die Anzahl N der Impulse T0 des Oszillators 53 definierte Impulsperiodendauer TE sowohl für den Soll- als auch für den Istwert von oben (0) nach unten (255) ansteigend aufgetragen. Die mit A bezeichnete Kurve stellt die in dem Festwertspeicher 50 gespeicherte Sollwert-Kurve dar. Da die entsprechenden Werte in dem Festwertspeicher 50 - wie bereits erwähnt - in den einzelnen Speicheradressen in Form 8-stelliger Binärziffern gespeichert. The mode of operation is shown again on the basis of the diagram shown in FIG this embodiment of the positioning control system according to the invention explained. In this diagram, on the abscissa from left to right are those indicated by the line counter of the function block 25 defined addresses of the braking function storing Read-only memory 50 (ROM) applied. These addresses correspond to the respective Distance of the recording medium to be transported and positioned from its target position. The target position is also in this exemplary embodiment the count value 5 is set. On the left ordinate is that by the number N of Pulses T0 of the oscillator 53 defined pulse period TE both for the target as well as for the actual value from top (0) to bottom (255) increasing. the The curve labeled A represents the setpoint curve stored in the read-only memory 50 Since the corresponding values in the read-only memory 50 - as already mentioned - stored in the individual memory addresses in the form of 8-digit binary digits.

sind, stellt die Soll-Wert-Kurve A in Wirklichkeit keine kontinuierliche Kurve dar, sondern wird durch eine stufenweise Annäherung entsprechender Digitalwerte gebildet. Links der Ordinate, d.h. in den Speicheradressen 123 bis 256, ist in den entsprechenden Speicherstellen ein konstanter Wert D (beispielsweise mit dem Wert 16) gespeichert, welcher den Sollwert für die Normalgeschwindigkeit des Motors definiert.are, the target value curve A is in reality not a continuous one Curve, but is made through a step-by-step approximation of the corresponding digital values educated. To the left of the ordinate, i.e. in the memory addresses 123 to 256, is in the corresponding memory locations a constant value D (for example with the value 16), which defines the setpoint for the normal speed of the motor.

An der Speicher-Adresse 127 springt der Sollwert für die Impulsperiodendauer auf einen niedrigeren Wert, welcher dann über die weiteren Speicheradressen bis zur Speicheradresse 8 der angegebenen Kurve A folgt., Wegen der bei Normalgeschwindigkeit geringen Verstärkung des Regelkreises muß die Differenz a = B - A relativ groß werden, um dem Motor die für die Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeit notwendige Spannung zu liefern. Deshalb wird zu der bei der Periodendauer TE gezählten Impulszahl N der Impulse T0 des Oszillators 53 eine konstante K addiert, derart, daß die Differenz zwischen Führungsgröße und Istgröße gerade diejenige Motorspannung UM erzeugt, bei der sich im eingeschwungenen Zustand abhängig von der Last gerade wieder die Periodendauer TE einstellt. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, wurde bei diesem Ausführungsbeispiel für diese Konstante der Wert K = 82 Impulse ermittelt. Ausgehend von der diese Konstante K repräsentierenden Hilfsabszisse ist rechts im Diagramm eine Hilfsordinate eingezeichnet, auf der die tatsächlich auftretenden Werte für die Periodendauer TE in Millisekunden aufgetragen sind. In dem Bereich der Normalgeschwindigkeit wird in dem dargestellten Beispiel durch das Zählen von 14 Impulsen T0 eine Impulsperiodendauer von TE = 560 Mikrosekunden festgestellt, was einer Transportgeschwindigkeit von 38 cm pro Sekunde entspricht. Zu dieser Impulszahl wird die genannten Konstante K = 82 Impulse addiert, so daß sich ein Istwert von 96 Impulsen ergibt. Beginnend mit der Position 127, d.h. innerhalb des Positionierbereichs, hat der Istwert den in Fig. 13 durch die Kurve B dargestellten Verlauf, wobei sich diese Kurve bei Annäherung ans Ziel immer mehr der Sollwertkurve A nähert, was bedeutet, daß die Differenz d zwischen Ist- und Sollwert immer geringer wird, so daß entsprechend auch die Motorspannung UM abnimmt. Kurz vor dem Ziel, d.h. in der Abschaltposition wird die Motorspannung UM zu Null und nach Abschaltung der Motorspannung läuft der Motor nunmehr lediglich durch die Systemreibung gebremst bis zur Zielposition, die bei einem Zählwert von etwa 5 liegt.The setpoint for the pulse period jumps to memory address 127 to a lower value, which can then be used via the other memory addresses up to to memory address 8 of the indicated curve A follows., Because of the at normal speed with a low gain of the control loop, the difference must be a = B - A will be relatively large to the engine necessary for maintaining this Speed to deliver the necessary voltage. Therefore becomes that of the period duration TE counted pulse number N of the pulses T0 of the oscillator 53 adds a constant K, such that the difference between the reference variable and the actual variable is just that motor voltage UM generated, in which in the steady state, depending on the load sets the period TE again. As can be seen from Fig. 13, was in this In the exemplary embodiment, the value K = 82 pulses is determined for this constant. Outgoing of the auxiliary abscissa representing this constant K is on the right in the diagram an auxiliary ordinate is drawn on which the actually occurring values for the period TE are plotted in milliseconds. In the normal speed range In the example shown, counting 14 pulses T0 results in a pulse period of TE = 560 microseconds, which is a transport speed of 38 cm per second. The mentioned constant becomes this number of pulses K = 82 pulses added, resulting in an actual value of 96 pulses. Starting with position 127, i.e. within the positioning range, the actual value has the in Fig. 13 by the curve B, this curve when approaching towards the goal closer and closer to the setpoint curve A, which means that the difference d between the actual value and the setpoint value is getting smaller and smaller, so that the motor voltage is also correspondingly reduced UM decreases. Shortly before the goal, i.e. in the switch-off position, the motor voltage is UM to zero and after switching off the motor voltage, the motor now only runs braked by the system friction up to the target position, which is with a count of is about 5.

Der Meßbereich der Impulsperiodendauer TE beträgt bei dem gewählten Ausführungsbeispiel 6,75 Millisekunden, was 173 Oszillatorimpulsen T0 entspricht. Zusammen mit dem Wert der Konstante K = 82 Impulsen ergibt dies den in den 8 Bits einer Speicheradresse des Festwertspeichers 50 maximal speicherbaren Wert von 255 Impulsen. The measuring range of the pulse period is TE for the selected Embodiment 6.75 milliseconds, which corresponds to 173 oscillator pulses T0. Together with the value of the constant K = 82 pulses, this results in that in the 8 bits a memory address of the read-only memory 50 maximum storable value of 255 Impulses.

Anhand der Fig. 14, welche ein stark schematisiertes Blockschaltbild darstellt, wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystems beschrieben. Einige Funktionsblöcke dieses Ausführungsbeispiels sind wieder mit solchen der in den Fig. 4 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiele identisch. Es sind dies die Treiberstufe 35, der den Gleichstrommotor und die Last symbolisierende Funktionsblock 36, der die Schlitzlochscheibe mit den beiden Sensoren für die Spuren I und II enthaltende Funktionsblock 37 sowie der Drehrichtungsfeststell- und Impulsverdoppelungsblock 40. Alle anderen Funktionsblöcke werden bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein zwischen den beiden gestrichelten Linien dargestelltes und mit dem Bezugszeichen 79 bezeichnetes Mikrocomputersystem und durch einen integrierten Zählerbaustein 83 realisiert. With reference to FIG. 14, which is a highly schematic block diagram illustrates yet another embodiment of the positioning control system according to the invention described. Some function blocks of this embodiment are again with those of the exemplary embodiments shown in FIGS. 4 and 11 are identical. It these are the driver stage 35, which symbolizes the DC motor and the load Function block 36, the slotted disc with the two sensors for the tracks Function block 37 containing I and II as well as the direction of rotation detection and pulse doubling block 40. In this exemplary embodiment, all other functional blocks are replaced by a between the two dashed lines and with the reference number 79 designated microcomputer system and by an integrated counter module 83 realized.

Das genannte Mikrocomputersystem 79 ist bei vielen Anwendungsfällen des erfindungsgemäßen Positionierregelungssystems an sich vorhanden, beispielsweise wird es bei dem beschriebenen Anwendungsfall der Aufzeichnungsträgerpositionierung in einem Zeilendrucker auch für die Nadelauswahlsteuerung für einen Druck im Vor- und Rücklauf des Nadeldruckkopfes sowie für verschiedene andere Zwecke benötigt. Durch Verwendung dieses in dem Gerät sowieso vorhandenen Mikrocomputersystems 79 kann eine bessere Ausnützung desselben erreicht werden, so daß sich eine äußerst wirtschaftliche Lösung für das erfindungsgemäße System ergibt.Said microcomputer system 79 is used in many applications of the positioning control system according to the invention is present per se, for example it becomes in the described application of the recording medium positioning in a line printer also for needle selection control for a print in advance and return of the needle print head as well as for various other purposes. By using this microcomputer system 79 which is already present in the device a better utilization of the same can be achieved, so that an extremely economical solution for the system according to the invention results.

Das Mikrocomputersystem 79 besteht aus einem Mikroprozessor-Baustein 80, einem Lese-Schreibspeicher-Baustein 81 (RAM) sowie einem Festwertspeicher-Baustein 82 (ROM). Diese Bausteine sind in an sich bekannter Bauweise über Daten-, Adress- und Steuerleitungsbündel miteinander verbunden. Auf eine nähere Beschreibung kann deshalb verzichtet werden. Ein zusätzlicher integrierter Zählerbaustein 83 ist ebenfalls über entsprechende Leiterbündel mit dem Mikrocomputer-System verbunden, hat jedoch im Gegensatz zu dem letzteren ausschließlich Funktionen zu erfüllen, die für das erfindungsgemäße Regelungssystem spezifisch sind. The microcomputer system 79 consists of a microprocessor module 80, a read-write memory module 81 (RAM) and a read-only memory module 82 (ROM). These blocks are known per se via data, address and control cable bundle connected to one another. On a more detailed description can therefore be waived. An additional integrated counter module 83 is also connected to the microcomputer system via appropriate conductor bundles, but has in contrast to the latter, only to fulfill functions that are necessary for the control system according to the invention are specific.

Dieser Zählerbaustein 83 enthält drei in ihrer Betriebsweise programmierbare Zähler, deren Aufgabe im folgenden noch beschrieben wird.This counter module 83 contains three programmable in their mode of operation Counters, the task of which is described below.

Für die Inbetriebsetzung bzw. Eingabe der neuen Zielposition dient auch hier die mit Sc bezeichnete Leitung 23. Used for commissioning or entering the new target position here too the line 23 labeled Sc.

Die Funktion des den Abstand zur Zielposition speichernden Zählers 25 wird hier durch ein t x 8 Bit bestehende Speicherstelle des Lese-Schreibspeichers 81 gebildet. Eine solche Speicherstelle kann selb-stverständlich keine selbständige Z8hlung ausfUhren. Die Zählung wird deshalb durch eine Programmroutine des Mikroprozessor- Bausteines 80 durchgefuhrt. Immer dann, wenn von der Funktionseinheit 40 in der bereits im Zusammenhang mit den beiden anderen Ausführungsbeispielen beschriebenen Weise ein Zählimpuls abgegeben wird (Leitung 406), wird das ggf. gerade in dem Mikroprozessor-Baustein 80 laufende Programm unterbrochen und dieser leitet mittels aus dem Festwertspeicher 82 abgerufener Programmdaten eine Programmroutine ein, die dann, wenn der Motor in'der gewünschten Drehrichtung läuft, eine Verminderung der genannten Speicherstelle in dem Lese-Schreibspeicher 81 bewirkt, während dann, wenn der Motor sich entgegen der gewünschten Drehrichtung bewegt, der Inhalt dieser Speicherstelle um eine Einheit erhöht wird.The function of the counter that stores the distance to the target position 25 is here by a t x 8 bit existing memory location of the read-write memory 81 formed. Such a storage location can of course not be an independent one Carry out the count. The count is therefore carried out by a program routine of the microprocessor Module 80 carried out. Whenever the functional unit 40 in the already described in connection with the other two exemplary embodiments Way a counting pulse is emitted (line 406), this is possibly just in the microprocessor module 80 running program is interrupted and this is transferred from the read-only memory by means of 82 retrieved program data a program routine that, when the engine runs in the desired direction of rotation, a reduction in the memory location mentioned in the read-write memory 81, while when the engine is against moves in the desired direction of rotation, the Content of this memory location is increased by one unit.

Die die Drehrichtung anzeigende Ausgangsleitung 40a des Funktionsblockes 40 ist mit einem in dem Lese-Schreibspeicherbaustein enthaltenen Eingabe/Ausgabe-Kanal verbunden, um diese Information dem Mikrocomputersystem 79 zuzuführen.The output line 40a of the function block indicating the direction of rotation 40 has an input / output channel contained in the read / write memory module connected to supply this information to the microcomputer system 79.

Der Vergleich zwischen Ist- und Sollwert erfolgt ebenfalls im Mikroprozessor 80. Die Werte der Führungsgröße können in dem Festwertspeicher 82 in Form einer Tabelle gespeichert sein. Zur Einsparung von Speicherplatz ist es jedoch auch möglich, nur einige Werte zu speichern und Zwischenwerte durch eine entsprechende Programmroutine, z.B. durch die oben bereits erwähnte, mit Hilfe des Mikroprozessors 80 zu errechnen. Soll die Führungsgröße beispielsweise der in Fig. 13 dargestellten Kurve A folgen, dann ist es möglich, den weniger gekrümmten Teil dieser Kurve durch eine oder auch mehrere Geraden anzunähern, für jede Gerade einen einzigen Wert zu speichern und die restlichen Werte durch eine relative einfache Rechen funktion zu ermitteln. Die Werte der Führungsgröße in dem stärker gekrümmten Teil am Ende des Kurvenverlaufs können der besseren Regelgenauigkeit wegen einzeln abgespeichert werden. The comparison between the actual and target value is also made in the microprocessor 80. The values of the reference variable can be stored in the read-only memory 82 in the form of a Be saved in the table. To save storage space, however, it is also possible to to save only a few values and intermediate values by means of a corresponding program routine, e.g. by the above-mentioned one, with the aid of the microprocessor 80. If, for example, the reference variable is to follow curve A shown in FIG. 13, then it is possible to use or also the less curved part of this curve to approximate several straight lines, to store a single value for each straight line and to determine the remaining values using a relatively simple arithmetic function. The values of the reference variable in the more strongly curved part at the end of the curve can be saved individually for better control accuracy.

Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, den gesamten Kurvenverlauf der Führungsgröße für die einzelnen Abstände zur Zielposition mittels des Mikroprozessors zu errechnen.In principle, however, it is also possible to use the entire curve the reference variable for the individual distances to the target position by means of the microprocessor to calculate.

Dies ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn ein mathematisch relativ einfacher Kurvenverlauf vorliegt, da ansonsten die für die Durchführung der erforderlichen Rechenoperationen benötigten Programmschritte einen übermäßig großen Speicherraum in dem Festwertspeicher 82 belegen würden bzw. der für die Berechnung benötigte Zeitaufwand zu groß wäre. However, this only makes sense if a mathematically relative simple curve is present, otherwise the necessary for the implementation of the Arithmetic operations require program steps an excessively large memory space would occupy the read-only memory 82 or the one required for the calculation Expenditure of time would be too great.

Von den drei in dem Zählerbaustein 83 enthaltenen Zählern dienen zwei zur Umwandlung der von dem Mikroprozessor 80 ermittelten Regelabweichung in ein entsprechendes impulsbreitenmodeliertes Signal, das in der Treiberschaltung 35 in eine entsprechende Motorspannung umgewandelt wird. Der erste dieser beiden Zähler wird so betrieben, daß während der ersten Hälfte seiner Zählschritte ein Ausgangssignal mit niedrigem Potential und während der zweiten Hälfte seiner Zählschritte ein Ausgangssignal mit hohem Potential erzeugt wird, d.h. dieser Zähler arbeitet praktisch als Rechteck-Generator. Das erzeugte Rechtecksignal hat eine solche Frequenz bzw. Periodendauer, wie dies für die Frequenz des impulsbreitenmodelierten Signals gewünscht wird. Of the three counters contained in the counter module 83 are used two for converting the control deviation determined by the microprocessor 80 into a corresponding pulse width modeled Signal that is in the Driver circuit 35 is converted into a corresponding motor voltage. The first these two counters are operated so that during the first half of its counting steps a low potential output and during the second half of its Counting steps an output signal with high potential is generated, i.e. this counter works practically as a rectangle generator. The generated square wave signal has a such frequency or period as this for the frequency of the pulse width modulated Signal is desired.

Mit der abfallenden Flanke dieses von dem ersten Zähler erzeugten Rechtecksignals wird in den zweiten Zähler ein der Regelabweichung entsprechender Wert eingespeichert, von dem aus dieser Zähler durch ein von dem Mikroprozessor geliefertes Taktsignal bis zum Wert Null nach unten gezählt wird. Solange sich dieser zweite Zähler auf einem von Null verschiedenen Wert befindet, gibt er ein Signal mit einem ersten logischen Pegel und mit Erreichen des Zählwertes Null für die restliche Dauer der durch den ersten Zähler definierten Impulsperiodendauer ein Signal mit einem zweiten logischen Pegel ab, wobei durch das VerhäLtnis dieser beiden Signale das Tastverhältnis des impulsbreitenmodulierten Signals bestimmt wird. Da aber bei einer Regelabweichung von Null die effektive Motor spannung ebenfalls Null betragen soll, muß das Tastverhältnis in diesem Falle 1:1 betragen. With the falling edge this generated by the first counter The square-wave signal is sent to the second counter that corresponds to the system deviation Value stored from this counter by one of the microprocessor delivered clock signal is counted down until the value zero. As long as this second counter is on a value other than zero, it emits a signal with a first logic level and when the count value zero is reached for the remainder Duration of the pulse period defined by the first counter with a signal a second logic level, whereby by the ratio of these two signals the duty cycle of the pulse width modulated signal is determined. But there with a control deviation of zero, the effective motor voltage will also be zero should, the duty cycle must be 1: 1 in this case.

Aus diesem Grunde wird zu dem eigentlichen die Regelabweichung darstellenden Wert die Hälfte des die Zahlkapazität des zweiten Zählers darstellenden Wertes addiert und diese modifizierte Regelabweichung wird jeweils zu Beginn der durch den ersten Zähler definierten Zählperiodendauer in den zweiten Zähler geladen.For this reason, it becomes the actual one that represents the control deviation Value adds half of the value representing the payment capacity of the second counter and this modified system deviation is always at the beginning of the first Counter defined counting period is loaded into the second counter.

Für den Fall, daß die tatsächliche Regelabweichung Null beträgt, wird somit in den zweiten Zähler ein Wert geladen, der genau die Hälfte seiner Zählkapazität beträgt. Positive Werte der Regelabweichung führen entsprechend zu einem Tastverhältnis größer als 1, negative Werte der Regelabweichung zu einem Tastverhältnis von kleiner als 1.In the event that the actual system deviation is zero, thus a value is loaded into the second counter which is exactly half of its counting capacity amounts to. Positive values of the control deviation lead accordingly to a pulse duty factor greater than 1, negative values of the system deviation to a pulse duty factor of less as 1.

Der dritte Zähler dieses Zählerbausteins 83 dient zur Impulszeitmessung, d.h. zur Feststellung des Istwertes der Impulsperiodendauer. Durch jeden zweiten von dem Funktionsblock 40 über die Leitung 40b an den Mikroprozessor-Baustein 80 gelieferten Taktimpuls wird der genannte dritte Zähler auf seine volle Zählkapazität aufgeladen und durch das von dem Mikroprozessor abgegebene Taktsignal bis zum Auftreten des übernächsten vom Funktionsblock 40 abgegebenen Taktimpulses nach unten gezählt.Der am Ende einer solchen Impulsperiodendauer in dem dritten Zähler enthaltene Zählwert entspricht dem modifizierten Istwert der Impulsperiodendauer TE*, wie er im Zusammenhang mit Fig. 3 bereits beschrieben wurde. Dieser modifizierte Istwert wird, wie bereits erwähnt, in dem Mikroprozessor-Baustein 80 mit dem aus dem Festwertspeicher 82 entnommenen bzw. dem errechneten Sollwert der Impulsperiodendauer verglichen und die erhaltene gegelabweichung wird in der bereits beschriebenen Weise zur Bildung des impulsbreitenmodulierten Motorsignals verwendet. The third counter of this counter module 83 is used for pulse time measurement, i.e. to determine the actual value of the pulse period. Every second from the function block 40 via the line 40b to the microprocessor module 80 delivered clock pulse is said third counter to its full counting capacity charged and by the clock signal emitted by the microprocessor until the occurrence of the next but one clock pulse emitted by function block 40 is counted down count value contained in the third counter at the end of such a pulse period corresponds to the modified actual value of the pulse period TE * as it is in context with Fig. 3 has already been described. This modified actual value is, as already mentioned, in the microprocessor module 80 with the one taken from the read-only memory 82 or the calculated target value of the pulse period and the received Gel deviation is used in the manner already described to form the pulse width modulated Motor signal used.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (18)

POSITIONIERREGELUNGSSY-STEM FUR EINEN GLEICHSTROMMOTORISCH ANGETRIEBEEN TRANSPORTMECHAN ISMtJS Patentansprüche: 3 Positionierregelungssystem für einen gleichstrommotorisch angetriebenen Transportmechanismus, insbesondere für Aufzeichnungsträger, mit einem-mit der Motorwelle gekuppelten Impulsgenerator, einem den Abstand von der Zielposition speichernden Zähler und einem Drehzahlregler für den Gleichstrommotor, dessen Sollwertgeber eine vom jeweiligen Stand des Zählers abhängige Führungsgröße lieferte dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Impulsgenerator (16,17) gelieferten Impulse einer Zeitmeßschaltung (38,39;52,53,54) zugeführt werden, um einen der jeweiligen Periodendauer (TE) dieser Impulse entsprechenden Istwert (U9; B) zu erzeugen, daß die Führungsgröße (U2; A) eine der jeweiligen Sollperiodendauer. (TF) entsprechende Größe ist und daß die durch Differenzbildung aus Führungsgröße und Istwert erhaltene Regelabweichung (U.3,U4; d*) die Erzeugung der am Gleichstrommotor (15) wirksamen Spannung (UM) steuert. POSITIONING CONTROL SYSTEM FOR A DC MOTOR DRIVEN TRANSPORTMECHAN ISMtJS Patent Claims: 3 Positioning control system for a DC motor driven transport mechanism, in particular for recording media, with one-with the motor shaft coupled pulse generator, one the distance from the target position storing counter and a speed controller for the DC motor, its setpoint generator a reference variable dependent on the current status of the meter delivered characterized that the pulses supplied by the pulse generator (16, 17) of a timing circuit (38,39; 52,53,54) are supplied to one of the respective period durations (TE) of these Pulses corresponding actual value (U9; B) to generate that the reference variable (U2; A) one of the respective target period duration. (TF) is the appropriate size and that the Control deviation obtained by calculating the difference between the reference variable and the actual value (U.3, U4; d *) controls the generation of the voltage (UM) effective at the direct current motor (15). 2. Positionierregelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sollwertgeber (26, 27; 50) für den durch den jeweiligen Zählerstand des Zählers (25) gekennzeichneten Abstand zur Zielposition abgegebene Führungsgröße (U2; A) einer Funktion folgt, welche bei einer gegebenen Motor- und Lastcharakteristik eine annähernd weglineare Verminderung der Motorspannung bis auf den Wert Null im Zielbereich (III) ermöglicht.2. Positioning control system according to claim 1, characterized in that that the setpoint generator (26, 27; 50) for the by the respective counter reading of the counter (25) marked distance to the target position output reference variable (U2; A) follows a function which for a given motor and load characteristic an approximately linear reduction of the motor voltage down to the value zero im Target area (III) allows. 3. Positionierregelungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1.5) bei Erreichen des durch einen bestimmten Wert des Zählers (25) definierten Zielbereich abgeschaltet oder kurzgeschlossen und aus der zu diesem Zeitpunkt aufgrund der Impulszeitregelung vorhandenen Endgeschwindigkeit (VE) durch die Systemreibung bis zum Stillstand abgebremst wird.3. Positioning control system according to claim 2, characterized in that that the motor (1.5) when it reaches a certain value of the counter (25) defined target area switched off or short-circuited and from the to this Point in time due to the final speed (VE) present due to the pulse time control the system friction is braked to a standstill. 4. Positionierregelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelabweichung (U.3, U4, j *) einen Impulsbreitenmodulator (30; 55) steuert, dessen Ausgangssignal (U.6) gegebenenfalls über eine Motorsteuerschaltung (31) einer Motortreiberstufe (35) zugeführt wird.4. Positioning control system according to claim 1, characterized in that that the control deviation (U.3, U4, j *) controls a pulse width modulator (30; 55), its output signal (U.6) optionally via a motor control circuit (31) a Motor driver stage (35) is supplied. 5. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (26s 27) aus einem Digital-Analog-Wandler (26) zum Umwandeln des Zählwertes des Zählers (25) in eine proportionale Spannung (U1) und aus einem Funktionsgenerator (27) besteht, welcher in Abhängigkeit von der dem Zählwert proportionalen Spannung (U.1) eine der genannten vorgegebenen Funktion entsprechende Spannung (U2) erzeugt, daß die Zeitmeßschaltung (3,8, 39) aus einem Impulsdauer-Spannungswandler (38) zum Erzeugen einer innerhalb jeder Impulsperiode (TE) beginnend von einer festen Spannung (U8max) zeitproportional abfallenden Spannung (U8) und aus einer Spannungshalteschaltung (3.9) besteht, die den Wert der abfallenden Spannung (U.8) am Ende einer Impulsperiode (z.B. TE3) für die Dauer der nächsten Impulsperiode (z.B. TE4) ) konstant hält (Ug).5. Positioning control system according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the setpoint generator (26s 27) consists of a digital-to-analog converter (26) for converting the count value of the counter (25) into a proportional voltage (U1) and a function generator (27) which is dependent on the one proportional to the count value Voltage (U.1) one of the named predetermined function corresponding voltage (U2) generated that the timing circuit (3,8, 39) from a pulse duration voltage converter (38) for generating an inside each pulse period (TE) starting from a fixed voltage (U8max) proportional to time falling voltage (U8) and a voltage holding circuit (3.9), which the value of the falling voltage (U.8) at the end of a pulse period (e.g. TE3) for keeps the duration of the next pulse period (e.g. TE4) constant (Ug). 6. Positionierregelungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Istwert darstellende, für die Dauer einer Impulsperiode (TE) konstant gehaltene Spannung (Ug) und die die Führungsgröße darstellende Spannung (U.2) an einen Subtraktionsverstärker (28) angelegt werden, dem ein Spannungsverstärker (29) zur Erzeugung einer verstärkten, die Regelabweichung darstellenden Differenzspannung (U4) nachgeschaltet ist.6. Positioning control system according to claim 5, characterized in that that the value representing the actual value is constant for the duration of one pulse period (TE) maintained voltage (Ug) and the voltage (U.2) representing the reference variable a subtraction amplifier (28) to which a voltage amplifier (29) to generate an amplified differential voltage representing the system deviation (U4) is connected downstream. 7. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 4 bis 6j dadurch gekennzeichnet, daß in dem Impulsbreiten-Modulator (30) die an diesen angelegte verstärkte Differenzspannung (U4) mittels einer Sägezahn- oder Dreieckspannung (U5) in an sich bekannter Weise in entsprechende breitenmodulierte Spannungsimpulse (U6) umgewandelt wird.7. Positioning control system according to claims 4 to 6j thereby characterized in that in the pulse width modulator (30) the applied thereto amplified differential voltage (U4) by means of a sawtooth or triangular voltage (U5) in a manner known per se into corresponding width-modulated voltage pulses (U6) is converted. 8. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Impulsdauer-Spannungswandler (38) eine bestimmte Grenzperiodendauer (?G) überschreitende Impulsperiode (z.B. TE5) r feststellt, dieser die Funktion der Spannungshalteschaltung (39) außer Betrieb setzt und die zeitproportional abfallende Spannung (U8) unmittelbar an den Subtraktionsverstärker (28) anlegt.8. Positioning control system according to claims 4 to 7, characterized characterized in that when the pulse duration voltage converter (38) has a certain Detects the pulse period (e.g. TE5) r exceeding the limit period (? G), this the function of the voltage holding circuit (39) is out of operation and the time proportional the falling voltage (U8) is applied directly to the subtraction amplifier (28). 9. Positionierregelungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (27) ein mittels einer Diode gegengekoppelter Operationsverstärker ist.9. Positioning control system according to claim 5, characterized in that that the function generator (27) is an operational amplifier with negative feedback by means of a diode is. 10. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber ein Festwertspeicher (50) mit einer mindestens der den Positionierbereich definierenden Zählerschrittzahl des Zählers (25) entsprecknden Anzahl von Speicheradressen ist, in welchen die gewünschte vorgegebene Funktion darstellende Werte (A) in binärer Form gespeichert und'durch die jeweiligen Zählwerte des Zählers (25) abrufbar sind, daß die Zeitmeßschaltung (52, 53, 54) aus einem Oszillator (53), einem durch die Ausgangsimpulse dieses Oszillators jeweils für eine Periodendauer der durch den Impulsgenerator (16, 17) erzeugten Impulse fortschaltbaren Zähler (52) und aus einem Pufferregister (54) besteht, welches am Ende einer Periodendauer (TE) den Zählerwert übernimmt und diesen für die nächste Impulsperiode als Istwert (B) zur Verfügung stellt.10. Positioning control system according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the setpoint generator has a read-only memory (50) with at least one corresponding to the number of steps of the counter (25) defining the positioning range Number of memory addresses is in which the desired predetermined function Representative values (A) are stored in binary form and 'by the respective count values of the counter (25) can be called up that the time measuring circuit (52, 53, 54) consists of one Oscillator (53), one by the output pulses of this oscillator each for a period of the pulses generated by the pulse generator (16, 17) can be incremented Counter (52) and a buffer register (54), which at the end of a period (TE) takes over the counter value and this as the actual value for the next pulse period (B) provides. 11. Positionierregelungssystem nach Anspruch lO,-dadurch gekennzeichnet, daß in einer binären Subtraktionsstufe (51) die Differenz ( 6 ) aus dem Festwertspeicher (50) abgerufenen binären Wert (A) und dem den Istwert (B) darstellenden Inhalt des Pufferregisters gebildet wird.11. Positioning control system according to claim 10, characterized in that that in a binary subtraction stage (51) the difference (6) from the read-only memory (50) retrieved binary value (A) and the content of the Buffer register is formed. 12. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 4 und 11,dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenmodulator (55) aus einem periodisch umlaufenden Zähler (56) und aus einer Vergleichsstufe (57) besteht, die in Abhängigkeit von einem Größer-Kleiner-Vergleich zwischen der von der Subtraktionsstufe gebildeten, die Regelabweichung darstellenden und gegebenenfalls durch Addition des Zählermittelwertes modifizierten Differenz ( t*) und dem periodisch sich ändernden Zählwert des genannten Zählers (56) ein impulsbreitenmoduliertes Signal abgibt, dessen Impulsfolgefrequenz von der Zyklusfrequenzdes Zählers (56) und dessen Impulsbreite durch die jeweils bis zum Erreichen des dem Betrag der Regelabweichung entsprechenden Zählwertes verstreichenden Zeit bestimmt wird.12. Positioning control system according to claims 4 and 11, characterized characterized in that the pulse width modulator (55) consists of a periodically rotating Counter (56) and a comparison stage (57), which depends on a greater-less comparison between the one formed by the subtraction stage, representing the control deviation and, if necessary, by adding the counter mean value modified difference (t *) and the periodically changing count of said Counter (56) emits a pulse-width-modulated signal whose pulse repetition frequency on the cycle frequency of the counter (56) and its pulse width by the respective elapses until the counter value corresponding to the amount of the control deviation is reached Time is determined. 13. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Zähler (52). der Zeitmeßschaltung einen vorgegebenen, eine bestimmte Grenzperiodendauer (TG) definierenden Zählwert überschreitet, der Inhalt des Pufferregisters (54) während der noch laufenden Impulsperiode durch die Ausgangsimpulse des Oszillators (53) erhöht wird.13. Positioning control system according to claims 10 to 12, characterized characterized in that when the counter (52). the timing circuit a predetermined, a certain limit period (TG) defining count value exceeds the Contents of the buffer register (54) during the still running pulse period by the Output pulses of the oscillator (53) is increased. 14. Positionierregelungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 4 unter Verwendung eines Mikrocomputersystems bestehend aus einem Mikroprozessorbaustein, einem Lese-Schreibspeicherbaustein und, einem Festwertspeicherbaustein, dadurch gekennzeichnet, daß der den Abstand von der Zielposition speichernde Zähler durch einen Speicherplatz in dem Lese-Schreibspeicherbaustein (RAM, .81) gebildet wird, dessen Inhalt jeweils beim Auftreten eines von-dem Impulsgenerator (1.6, 17) an den Mikroprozessor (80) gelieferten Impuls in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Motors (15) mit Hilfe einer im Festwertspeicher (ROM, 82) gespeicherten Programmroutine um eine Einheit vermindert oder erhöht wird.14. Positioning control system according to claims 1 to 4 using a microcomputer system consisting of a microprocessor module, a read-write memory module and, a read-only memory module, characterized in that the distance Counters storing the target position through a memory location in the read-write memory module (RAM, .81) is formed, the content of which in each case when one of the pulse generator (1.6, 17) to the Microprocessor (80) delivered pulse as a function of the direction of rotation of the motor (15) with the help of an in the read-only memory (ROM, 82) stored program routine is decreased or increased by one unit. 15. Positionierregelungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsperiodenwerte der Führungsgröße teilweise in dem Festwertspeicher (ROM, 82) gespeichert sind un zum anderen Teil unter Verwendung einer ebenfalls in diesem gespeicherten Programmroutine durch den Mikroprozessorbaustein (80) errechnet werden.15. Positioning control system according to claim 14, characterized in that that the pulse period values of the reference variable are partially stored in the read-only memory (ROM, 82) are stored un on the other hand using a likewise calculated in this stored program routine by the microprocessor module (80) will. 16. Positionierregelungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß an das Mikrocomputersystem ein Zählerbaustein (83) eingeschlossen ist, der drei in ihrer Betriebsweise programmierbare Zähler enthält, von denen der erste beim Auftreten jedes vom Impulsgenerator (1.6, 17) gelieferten Impulses auf den vollen Zählwert geladen und anschließend durch ein vom Mikroprozessor (8.0) geliefertes Taktsignal bis zum Auftreten des nächsten Impulses nach abwärts geschaltet wird, wonach der erreichte, die Ist-Impulsperiodendauer darstellende Zählwert dem Mikroprozessor (80) zur Bildung eines die Regelabweichungdarstellenden Wortes zugeführt wird.16. Positioning control system according to at least one of the claims 14 and 15, characterized in that a counter module is attached to the microcomputer system (83) includes the three operationally programmable counters contains, of which the first when each occurs from the pulse generator (1.6, 17) delivered pulse is loaded to the full count value and then by a clock signal supplied by the microprocessor (8.0) until the next pulse occurs is switched downwards, after which the reached, the actual pulse period count value representing the microprocessor (80) to form a value representing the control deviation Word is fed. 17.. Positionierregelungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß von den beidenanderen Zählern des Zählerbausteins (8.3) der eine zur Erzeugung eines Rechtecksignals mit einer der gewünschten Frequenz für das impulsbreitenmodulierte Motorsignal entsprechenden Frequenz betrieben wird, während in den anderen Zähler jeweils zu Beginn jeder Periode des genannten Rechtecksignals ein der Regelabweichung entsprechender Wert, der gegebenenfalls, durch Addition des Zählermittelwertes dieses Zählers erhöht ist, eingegeben wird und dieser Zähler anschließend durch das genannte vom Mikroprozessor (80) gelieferte Taktsignal nach-abwirts geschaltet wird, wobei dieser Zähler bis zum Erreichen des Zählwertes Null ein Signal mit einem ersten Pegel und für den Rest der Periode des genannten Rechtecksignals ein Signal mit einem zweiten Pegel an die Motortreiberstufe (35) liefert.17 .. Positioning control system according to claim 16, characterized in that that of the other two counters of the counter module (8.3) the one to generate a square wave signal with one of the desired frequency for the pulse width modulated Motor signal operated according to frequency will, while in the other counter at the beginning of each period of said square-wave signal a value corresponding to the control deviation, which if necessary, by adding of the counter mean value of this counter is increased, is entered and this counter then post-abwirts by the said clock signal supplied by the microprocessor (80) is switched, this counter sending a signal until the count value zero is reached with a first level and for the remainder of the period of said square wave signal supplies a signal at a second level to the motor driver stage (35). 18. Positionierregelungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberstufe (35i zwei elektronische Schalter (T1, T2) enthält, von denen der eine (T1) durch die positiven Amplituden des impulsbreitenmodulierten Motorsteuersignals (U6) zum Anlegen einer positiven Spannung (+ Umax) und der andere(T2) durchtie negativen Amplituden des genannten Steuersignals zum Anlegen einer negativen Spannung (-Umax) an die diese Spannungsimpulse glättende Motorwicklung durchgeschaltet wird.18. Positioning control system according to one of the preceding claims, characterized in that the driver stage (35i has two electronic switches (T1, T2), of which one (T1) is modulated by the positive amplitudes of the pulse width Motor control signal (U6) for applying a positive voltage (+ Umax) and the other (T2) through the negative amplitudes of said control signal for applying a negative one Voltage (-Umax) switched through to the motor winding smoothing these voltage pulses will.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0048431A2 (en) * 1980-09-19 1982-03-31 Ford-Werke Aktiengesellschaft Control for automatic machine tool drive
EP0095504A1 (en) * 1981-12-08 1983-12-07 Burleigh M Hutchins Robot system with interchangeable hands.
EP0132353A2 (en) * 1983-07-15 1985-01-30 Sharp Kabushiki Kaisha Servomotor speed control in a positioning device
EP0263685A2 (en) * 1986-10-06 1988-04-13 Sharp Kabushiki Kaisha Extra magnetic field positioning apparatus
EP0374259A1 (en) * 1988-04-19 1990-06-27 Nakamura-Tome Precision Ind. Co., Ltd. Two opposed main shaft type cnc lathe
EP0603506A2 (en) * 1992-12-23 1994-06-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for position determination of vehicle parts driven in two directions by an electromotor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2258382A1 (en) * 1972-11-29 1974-06-06 Ibm Deutschland REGULATING DEVICE FOR CONTROLLING THE MOVEMENT OF AN ADJUSTMENT ELEMENT
DE2354503A1 (en) * 1971-07-19 1975-05-22 Elevators Pty Ltd CONTROL GENERATOR FOR CONTROLLING THE MOVEMENT OF A MOVING BODY VIA A PRESET TRAINED TRAVEL
DE2621338A1 (en) * 1975-05-17 1976-11-25 Int Computers Ltd SERVO SYSTEM

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2354503A1 (en) * 1971-07-19 1975-05-22 Elevators Pty Ltd CONTROL GENERATOR FOR CONTROLLING THE MOVEMENT OF A MOVING BODY VIA A PRESET TRAINED TRAVEL
DE2258382A1 (en) * 1972-11-29 1974-06-06 Ibm Deutschland REGULATING DEVICE FOR CONTROLLING THE MOVEMENT OF AN ADJUSTMENT ELEMENT
DE2621338A1 (en) * 1975-05-17 1976-11-25 Int Computers Ltd SERVO SYSTEM

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0048431A2 (en) * 1980-09-19 1982-03-31 Ford-Werke Aktiengesellschaft Control for automatic machine tool drive
EP0048431A3 (en) * 1980-09-19 1983-07-06 Ford-Werke Aktiengesellschaft Control for automatic machine tool drive
EP0095504A1 (en) * 1981-12-08 1983-12-07 Burleigh M Hutchins Robot system with interchangeable hands.
EP0095504A4 (en) * 1981-12-08 1985-06-10 Burleigh M Hutchins Robot system with interchangeable hands.
EP0132353A2 (en) * 1983-07-15 1985-01-30 Sharp Kabushiki Kaisha Servomotor speed control in a positioning device
EP0132353A3 (en) * 1983-07-15 1985-07-10 Sharp Kabushiki Kaisha Servomotor speed control in a positioning device
EP0263685A2 (en) * 1986-10-06 1988-04-13 Sharp Kabushiki Kaisha Extra magnetic field positioning apparatus
EP0263685A3 (en) * 1986-10-06 1989-07-26 Sharp Kabushiki Kaisha Extra magnetic field positioning apparatus
EP0374259A1 (en) * 1988-04-19 1990-06-27 Nakamura-Tome Precision Ind. Co., Ltd. Two opposed main shaft type cnc lathe
EP0374259B1 (en) * 1988-04-19 1995-10-18 Nakamura-Tome Precision Ind. Co., Ltd. Two opposed main shaft type cnc lathe
EP0603506A2 (en) * 1992-12-23 1994-06-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for position determination of vehicle parts driven in two directions by an electromotor
EP0603506A3 (en) * 1992-12-23 1995-02-08 Bayerische Motoren Werke Ag Method for position determination of vehicle parts driven in two directions by an electromotor.

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