DE2815906A1 - Servosteuerung mit digitalisierter distanzbestimmung und variablen verstaerkungs-/daempfungskoeffizienten - Google Patents

Servosteuerung mit digitalisierter distanzbestimmung und variablen verstaerkungs-/daempfungskoeffizienten

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DE2815906A1 DE19782815906 DE2815906A DE2815906A1 DE 2815906 A1 DE2815906 A1 DE 2815906A1 DE 19782815906 DE19782815906 DE 19782815906 DE 2815906 A DE2815906 A DE 2815906A DE 2815906 A1 DE2815906 A1 DE 2815906A1
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Description

Servosteuerung mit digitalisierter Distanzbestimmung und variablen Verstärkungs-ZDämpfungskoeffizienten.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Servosystem, bei dem die Position und Geschwindigkeit von mit der Welle eines Motors gekuppelten Organen gesteuert werden.
In vielen Systemen ist es notwendig, ein oder mehrere bewegliche Organe an einer ganz genauen Stelle zum Stilstand zu bringen. So ist es u.a. bei einer elektronisch gesteuerten Druckvorrichtung sehr wichtig, besonders wenn eine solche Druckvorrichtung an einen Computer angeschlossen wird, dass die mit der Motorwelle gekuppelten beweglichen Teile (z.B. eine Kugel oder ein Speichenrad mit darauf angeordneten Zeichen, der Schlitten oder die Schreibwalze einer Schreibmaschine usw.), die erforderlich sind, um einen gewünschten Abdruck eines Zeichens auf einem Aufzeichnungsmittel zu machen, so schnell wie möglich in die richtige Position gebracht werden und während der Fertigung eines Abdrucks in dieser Position gehalten werden.
Um diese beweglichen Teile so genau wie möglich in der richtigen Position
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zu halten, wird bekanntlich der Motor, der diese Teile antreibt, in eine Servcschüeife aufgenommen, die sehr kritisch eingestellt wird.
Um eine solche kritische Einstellung herbeizuführen, wird die Motorwelle mit einem Positionsgeschwindigkeitaufnehmer gekuppelt, der mindestens zwei codierte zyklische Positionssignale liefert, die zueinander phasenverschoben sind und wobei jeder Zyklus dieser Positionssignale proportional einer vorbestimmten Einheit einer Relativbewegung der Motorwelle ist. Die bekannte Servoschleife ist weiter versehen mit Geschwindigkeitslogikmitteln, um aus den codierten Positionssignalen analoge Ausgangssignale zu erzeugen, die repräsentativ für die momentane gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit der Motorwelle sind; mit Motorpositionsbestimmungsmitteln, in denen die codierten Positionssignale in analoge Signale umgewandelt werden, die ein Mass für die momentan noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle sind; mit einem Differenzverstärker, in dem die Ausgangssignale der Geschwindigkeitslogikmittel mit den analogen Signalen der Motorpositionsbestimmungsmittel verglichen werden, um ein Differenzsignal· zu erzeugen, das einem Leistungsverstärker zugeführt wird, in dem das Differenzsignal in ein verstärktes Stromsignal umgewandelt wird, das den Motorwindungen zugeführt wird, um die Position und Geschwindigkeit der mit der Motorwelle gekuppelten Organe zu steuern.
Um den Motor maximal kritisch einzustellen, werden die beiden analogen Ausgangssignale der Geschwindigkeitslogikmittel bzw. der Motorpositionsbestimmungsmittel mit Hilfe von Potentiometern geregelt. Eine solche kritische Einstellung lässt sich jedoch sehr schwer aufrechterhalten, weil bei einem geringen Verlauf der Einstellung, z.B. durch Spiel in der Antriebswelle des Motors oder Flexibilität der -mit der Motorwelle gekuppelten Teile oder Komponenten, wie Speichenrad, Schlitten der Schreibmaschine, und etwaigem Verlauf der elektrischen und elektronischen Teile, und dabei ausgehend von der optimalsten Einstellung, Oszillationen im Rückkopplungssystem der Schleife auftreten können; d.h., dass die Motorwelle infolge eines beschleunigten Verschleisses der mit ihr gekuppelten Teile zum Oszillieren gebracht werden kann, wodurch ein genaues Aufrechterhalten der gewünschten Position während des Abdruckens eines Zeichens
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erschwert wird. Es ist klar, dass die kritische Einstellung von Zeit zu Zeit nachgeregelt werden muss, wozu man Fachleute braucht. Oft wird in der bekannten Servoschleife eine Codiervorrichtung angewandt, die analoge Signale liefert, die ein Mass für die Position der Motorwelle sind. Jedoch sind diese analogen Positionssignale, die im allgemeinen sinusförmig sind oder Dreieckform haben, nicht ganz repräsentativ für die Position der Motorwelle, weil diese Signale leicht beeinflussbar sind, beispielsweise durch die Temperatur sowohl der Umgebung w.i e des Innern der Codiervorrichtung und durch Schwankungen in der Speisespannung. Dadurch,dass diese analogen Positionssignale beeinflussbar sind, ist die Servoschleife nicht mehr optimal einstellbar. Dieser Nachteil kann beseitigt werden durch die Anwendung einer Codiervorrichtung, die digitale Positionssignale liefert, mit deren Hilfe wieder analoge Signale erzeugt werden, die im allgemeinen einen Schrittverlauf haben. Ein solches Schrittsignal hat jedoch den Nachteil, dass eine Abregelung der Schleife ohne Oszillationserscheinungen nicht möglich ist.
Ein weiterer Nachteil der kritischen Einstellung der oben beschriebenen Servoschleife ist, dass der Motor, z'.B. nachdem ein Zeichen abgedruckt worden ist, auch während der darauffolgenden Periode oder Ruhelage, in der kein Zeichen abgedruckt wird, ganz starr in seiner letzten Abdruckstellung oder Arbeitslage gehalten wird. M.a.W., dass die Ruhelage tatsächlich gleich der Arbeitslage ist,was dazu führt, dass der Motor auch in der Ruhelage unnötig belastet wird und daher eine übermässige Wärmeentwicklung entsteht, während auch durch die Oszillationen der Motorwelle ein erhebliches Lärmniveau eintritt.
Die Erfindung bezweckt die obengenannten Nachteile zu beseitigen.
Dieser Zweck wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss Schwächungsmittel vorgesehen sind, die das Eingangssignal des Leistungsverstärkers dadurch beeinflussen, dass die Uebertragungsfunktion sowohl vom analogen Motorpositionssignal als auch vom analogen Geschwindigkeitssignal· auf dieses Eingangssignal unabhängig voneinander geregelt wird, wobei die Regelung von der Arbeits/Ruhelage der mit der Motorwelle gekuppelten
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Organe abhängig gemacht wird.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass nur während der Arbeitslage eine kritische Einstellung erzielt wird. Das hat zur Folge, dass die Wärmeentwicklung jetzt erheblich verringert wird. Ausserdem ist der Lärm infolge der Oszillationen nicht mehr merkbar. Die Oszillationen können innerhalb gewisser Amplitudengrenzen gehalten werden. Weiter ist infolge der automatischen Regelung und der nicht mehr kritisch eingestellten Beschaffenheit der Servoschleife kein geschultes Personal mehr erforderlich,xaa die kritische Einstellung rege!massig nachzuregeln. Im allgemeinen wird mit der Erfindung erreicht, dass der Verstärkungsfaktor und der Dämpfungskoeffizient von den Gebrauchsbedingungen der Vorrichtung abhängig gemacht werden, und zwar derart, dass Oszillationen und der sich daraus ergebende Lärm,Wärmeentwicklung und Verschleiss der mit der Motorwelle gekuppelten Teile nicht länger und nicht mit einer grösseren Amplitude auftreten, als zum richtigen Funktionieren des grösseren Ganzen (in der Andruckvorrichtung) , in dem das Servosystem angewandt wird, notwendig ist. Mit der Erfindung ist es möglich geworden, eine digitale Codiervorrichtung mit einem niedrigen Auflösungsvermögen anzuwenden, weil Oszillationen infolge von Digitalisierungseffekten nicht länger störend sind.
Erfindungsgemäss bestehen die Schwächungsmittel aus zwei Schwächungsvorrichtungen, deren eine zwischen den Geschwindigkeitslogikmitteln und dem Differenzverstärker zum Schwächen der von den Geschwindigkeitslogikmitteln erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist, und deren andere zwischen den Motorpositionsbestimmungsmitteln und dem Differenzverstärker zum Schwächen der von den Motorpositionsbestimmungsmitteln erzeugten analogen Ausgängssignale gekoppelt ist, oder bestehen die Schwächungsmittel aus zwei Schwächungsvorrichtungen, deren eine zwischen den Geschwindigkeitslogikmitteln und dem Differenzverstärker zum Schwächen der von den Geschwindigkeitslogikmitteln erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist, und deren andere zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers und. dem Eingang des Leistungsverstärkers gekoppelt ist, um das Differenzsignal zu schwächen.
Die beiden Schwächungsvorrichtungen können gleichzeitig durch ein einziges
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Arbeits- oder Ruhesignal auf die gewünschten Werte eingestellt werden, wodurch eine sehr vereinfachte Abregelung erreicht werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 ein Schaltbild der Geschwindigkeitslogikmittel von Fig. 1 und 2;
Fig. 4a ein Wellendiagramm, gehörend zur Codiervorrichtung von Fig. 1 und 2;
Fig. 4b ein"Wellendiagramm zur näheren Erklärung von Fig. 3 bei linksdrehendem Motor; und
Fig. 4c ein Wellendiagramm, gehörend zu den Motorpositionsbestimmungsmitteln von Fig. 2.
Fig. 1 zeigt einen Motor 1, der mit einer Motorwelle la versehen ist, auf der sowohl bewegliche Teile, z.B. ein Speichenrad mit Zeichen usw., die zusammen durch einen Block 2 dargestellt werden, als auch ein Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer 3a angebracht sind. Der PositionsgeschwindigkBitsaufnehmer ist so eingerichtet, dass dieser zwei digitale Signale ENCl und ENC2, siehe Fig. 4a, erzeugt, wobei bei konstanter Motorgeschwindigkeit beide Signale symmetrisch blockförmig sind und abhängig von der Motordrehrichtung plus oder minus 90 zueinander phasenverschoben sind. Diese beiden Signale werden einem Detektor 3b zugeführt, in dem sie auf Zählimpulse reduziert werden (bei jedem Flankenpassieren eines jeden der beiden ENCl und ENC2 Signale wird, abhängig von' der Motordrehrichtung (linksum ist P und rechtsum ist Q), ein Linksimpuls oder ein Rechtsimpuls erzeugt), die in Fig. 4a als Links- und Rechtsimpulse L und R angegeben sind. Der Detektor 3b weist zwei Ausgänge auf, wobei der eine die Links-
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impulse L und der andere die Rechtsimpulse R zugeführt bekommt. Der Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer 3a und der Detektor 3b bilden zusammen die Codiervorrichtung 3.
Die beiden Ausgänge des Detektors 3b, die auch die Ausgänge der Codiervorrichtung 3 sind, sind mit den Motorpositionsbestimmungsmitteln 4 verbunden. Diesen Motorpositionsbestimmungsmitteln wird auch aus einer Steuervorrichtung 5 ein Bewegungsauftrag in Form eines Startimpulses S zugeführt, um den gewünschten Bewegungsabstand der Motorwelle ebenfalls aus der Steuervorrichtung 5 (über die Buchse Bl) den Motorpositionsbestimmungsmitteln 4 zuzuführen, um ein analoges Ausgangssignal zu erzeugen, das ein Mass für die momentan noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle ist. Die Wirkung der Motorpositionsbestimmungsmittel 4 wird nachstehend anhand von Fig. 1 näher erklärt. Das Ausgangssignal der Motorpositionsbestimmungsmittel wird über ein einstellbares Potentiometer 6 und über ein erstes Schwächüngsglied 7 einem der zwei Eingänge eines Differenzverstärkers 8 zugeführt.
Die beiden Ausgänge der Codiervorrichtung 3 sind ebenfalls mit den Geschwindigkeitslogikmitteln 9 verbunden, in denen das Links- oder Rechtssignal in ein Analogsignal umgewandelt wird, das proportional der momentanen Rotationsgeschwindigkeit der Motorwelle ist. Dieses Analogsignal wird über ein zweites Schwächungsglied 11 dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers 8 zugeführt. Die beiden Analogsignale werden im Differenzverstärker verglichen, wobei das Differenzsignal dem Eingang eines Leistungsverstärkers 12 zugeführt wird, in dem das Differenzsignal in ein Stromsignal umgewandelt wird, das den Motorwicklungen zugeführt wird, um die Motorwelle in die gewünschte Stellung zu bringen.
Die Potentiometer 6 und 10 dienen zur Abregelung des -Servopositionierungsverhaltens bei einer selektierten Arbeitsbedingung des Servosystems.
Bei Anwendung der Schwächungsglieder 7 und 11, die bedingungsabhängig sind, d.h. abhängig von der Ruhe-Arbeitslage des Servosystems, stellt sich heraus, dass die Einstellung des Potentiometers 6 nicht mehr kritisch
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ΛΟΤ
ist. Ohne grossen Nachteil kann dieses Potentiometer 6 weggelassen werden, wodurch ein Abregelpunkt weniger vorhanden ist und die Aussicht auf falsches Arbeiten des Systems verringert wird.
Die Steuervorrichtung 5 ist ebenfalls mit einer Dämpfungs- und Verstärkungsfaktorrege !vorrichtung 13 verbunden, die mit zwei Ausgängen versehen ist, die je mit einem der Schwächungsglieder 7 und 11 verbunden sind.
Wenn nun ein Bewegungsauftrag den Motorpositionsbestimmungsiüitteln 4 erteilt wird, wird auch ein Steuersignal der Vorrichtung 13 zugeführt, die ansprechend auf dieses Steuersignal jedem der Schwächungsglieder
dieser
ein Signal zuführt, um jedes/Schwächungsglieder mit dem gewünschten Dämpfungs- und Verstärkungsfaktor einzustellen. Es ist dabei nicht notwendig, dass die beiden Schwächungsglieder eine gleiche Dämpfung oder Verstärkung geben.
Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 1, und zwar in dem Sinne, dass das Schwächungsglied 7 in der Konfiguration nach Fig. 2 in die Ausgangsleitung des DifferenzVerstärkers als Schwächungsglied 7' aufgenommen ist. Weiter ist das Potentiometer 6 nicht mehr vorhanden. Fürs übrige ist Fig. 2 im wesentlichen identisch mit Fig. 1. Jedoch ist in Fig. 2 eine detailliertere Schaltung der Motorpositionsbestimmungsmittel 4 gegeben.
Nach Fig. 2 sind die Motorpositionsbestimmungsmittel 4 mit einem Logikkreis 14 versehen, dem die Links- und Rechtsimpulse L und R aus der Codiervorrichtung 3 zugeführt werden. Dieser Kreis 14 ist mit zwei digitalen Auf- und Nieder-Zählern 15 und 16 verbunden, die je eine Polaritätsbezeichnungseinheit 17 und 18 aufweisen, die ein Polaritätsbit POLl und POL2 (siehe Fig. 4c) liefern, und zwar derart, dass ein Schritt des Zählers 16, siehe Fig. 4c, einer vorbestimmten Anzahl von 2N Links- oder Rechtsimpulsen entspricht, hergeleitet aus den von der Codiervorrichtung 3 erzeugten Positionssignalen L und R, siehe Fig. 4a.
Die POLl und POL 2 Bits sowie der Inhalt der Zähler 15 und 16 wird über
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die POLl und PGL2 Leitungen und die Buchsen B2 und B 3 zum Logikkreis 14 zurückgeführt, um ein Zählschaltbild nach Fig. 4c zu ermöglichen.
Weiter sind die Motorpositionsbestimmungsmittel· 4 mit einem Logikkreis 19 versehen, dem ebenfalls die genannten POLl, POL2 Bits und die Stellung der Zähler 15 und 16 über die POLl und·POL2 Leitungen und die Buchsen B2 und B3 zugeführt werden. Der Logikkreis 19 decodiert aus den Polaritätsbits POLl und P0L2 und aus der Stellung der Zähler 15 und 16 eine Anzahl digitaler Signale, die über eine Buchse B4 einem Digital-Analogumsetzer 20 zugeführt werden, der ansprechend auf seine Eingangssignale das in Fig. 1 genannte analoge Positionsbestimmungsausgangssignal liefert, das ein Mass für die noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motörwelle ist.
Wie schon oben angegeben, wird über die Steuervorrichtung 5 ein Bewegungsauftrag erteilt, wodurch der Zähler 16 und die Polaritätsbiteinheit 18 auf Grund eines Startimpulses S über die Buchse Bl aufgeladen werden, und zwar mit einer Stellung, die dem gewünschten Bewegungsabstand der Motorwelle entspricht. Das Servosystem wird dann'dafür sorgen, dass die Zähler 15 und 16 erneut auf Null gezählt werden. Die neue Nullstellung der Zähler entspricht dann einer anderen Stellung der Motorwelle.
In dem in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel braucht'in dem Moment,
der Zähler 15 .
da der Startimpuls S gegeben wird,/nicht genau gleich Null zu sein. Eine solche an Sich zulässige Fehlpositionierung darf jedoch bei wiederholter Ausführung von Bewegungsaufträgen nicht kumulieren. Es ist deshalb von grosser Wichtigkeit, dass der Zählerstand des Zählers 1-5 und das Polari-' tätsbit POLl der Polaritätsbiteinheit 17 nicht durch den Startimpuls S angegriffen werden, sondern nur auf Grund von Links- und Rechtsimpulsen aus der Codiervorrichtung 3 geändert werden.
Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 wird das von den Motorpositionsbestimmungsmitteln 4 kommende Analogsignal unmittelbar dem Differenzverstärker 8 zugeführt wobei das Schwächungsglied 7 in Form des Schwächungsgliedes 7 ', wie schon oben angegeben, zwischen dem Differenzverstärker 8 und dem Leistungsverstärker 12 angeordnet ist. Es hat sich gezeigt,
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dass bei dieser Anordnung die Wirkung der Servoschleife völlig gleich der Wirkung der Servoschleife nach Fig. 1 bleibt, und zwar in dem Sinne, dass die im wesentlichen aus hochohmigen Widerständen und Feldeffekttransistoren aufgebauten Schwächungsglieder in der Konfiguration nach Fig. 2 kreistechnische Vorteile ergeben (es genügen weniger Feldeffekttransistoren und Widerstände günstigerer Werte) und also bei weitergehender Miniaturisierung der Servoschleife vorteilhaft sind.
In Fig. 3 ist eine nähere Ausarbeitung der Geschwindigkeitslogikmittel· 9 nach Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Links- und Rechtsimpulse L und R werden durch ein ODER-Tor 21 einem Triggereingang eines monostabilen Multivibrators 22 zugeführt, der beim Erscheinen eines Linksimpulses L oder eines Rechtsimpulses R abgefeuert wird. Dieser Multivibrator erzeugt dann einen Impuls, siehe Fig. 4b, Wellenform A, dessen Zeitdauer einen bestimmten festen Wert hat. Weiter werden die Linksimpulse und die Rechtsimpulse je einem gesonderten Eingang eines bistabilen Multivibrators 23 zugeführt, wobei der Linksimpuls L diesen Multivibrator einstellt, während der Rechtsimpuls R diesen Multivibrator zurückstellt.
Der Ausgang des Multivibrators 22 ist mit einem ersten Eingang von zwei NUND-Toren 24 und 25 mit offenem Kollektorausgang verbunden, während der Ausgang des Multivibrators 23 mit einem zweiten Eingang der zwei NUND-Tore verbunden ist. Der Ausgang des NUND-Tores 24 ist über eine Serienschaltung eines Widerstandes 26 und 27 mit einer positiven Klemme einer Spannungsquelle verbunden (z.B. +12 V). Der Verbindungspunkt der Widerstände 26 und 27 ist mit der Basis eines Transistors 28 verbunden, dessen Emitter ebenfalls mit der positiven Klemme der Spannungsquelle verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand 29 mit der Basis eines Transistors 30 verbunden ist. Der Emitter des Transistors ist über einen Widerstand 31 mit einer negativen Klemme der Spannungs— quelle verbunden (z.B. -12 V). Zwischen der Basis des Transistors 30 und der negativen Klemme ist eine Serienschaltung einer Diode 32 und eines Widerstandes 33 angeordnet, wobei die Diode in der Richtung der negativen Klemme leitet. Ueber die Serienschaltung der Diode 32 und des Widerstandes 33 ist ein Widerstand 34 angeschlossen. Der Kollektor des Transis-
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tors 30 ist mit der einen Klemme einer Parallelschaltung eines Kondensators 41 und Widerstandes 42 verbunden, während die andere Klemme dieser Parallelschaltung mit der Erde verbunden ist. Die eine Klemme der Parallelschaltung bildet zugleich den Ausgang der Geschwindigkeitslogikmittel
Der Ausgang des NUND-Tores 25 ist über einen Widerstand 35 mit der Basis eines Transistors 36 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 37 mit der positiven Klemme verbunden ist. Zwischen der Basis des Transistors und der positiven Klemme ist eine Serienschaltung einer Diode 39 und eines Widerstandes 38 angeschlossen, wobei die Diode 39 in der Richtung der Basis des Transistors 36 leitet. Ueber die Serienschaltung der Diode 39 und des Widerstandes 38 ist ein Widerstand 40 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 36 ist ebenfalls mit der einen Klemme der Parallelschaltung des Kondensators 41 und des Widerstandes 42 verbunden.
Wenn nun beispielsweise ein Linksimpuls L eintrifft, wird der Multivibrator 22 abgefeuert und der Multivibrator 23 eingestellt. Infolgedessen entsteht am NUND-Tor 24 ein Ausgangsimpuls, wie in Fig. 4b mit der Wellenform B angegeben ist. Der Transistor 28 wird daher leitend, wodurch an der Basis des Transistors 30 eine konstante Spannung entsteht, infolge der Widerstandsteilung der Widerstände 29 und 33. Der Transistor 30 dient daher als Emitterfolger, und dies führt zu einem konstanten Emitterstrom. Bei genügend hohem Stromverstärkungsfaktor des Transistors 30 wird der erzeugte Kollektorstrom praktisch gleich dem Emitterstrom sein. Da der Multivibrator 22 ein Signal am NUND-Tor 25 gibt und der Multivibrator 23 diesem kein Signal liefert, wird das NUND-Tor 25 kein niedriges. Ausgangssignal liefern, siehe Fig. 4b bei B, wodurch der Transistor 36 in nicht-leitendem Zustand bleibt. Es ist klar, dass in der oben beschriebenen Situation ein Stromkreis über die Parallelschaltung des Kondensators 41 und des Widerstandes 42 entsteht und über die Kollektor-Emitterbahn des Transistors 30, wodurch der Kondensator 41 entsprechend aufgeladen wird, siehe Fig. 4b bei C. Es ist weiter klar, dass wenn ein Rechtsimpüls R zugeführt wird, der Transistor 36 leitend wird, während der Transistor 30 gesperrt wird. Es entsteht dann ein solcher Stromkreis, dass der Kondensator 41 in entgegengesetzter Richtung aufgeladen wird.
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In der Figur ist beim Transistor 36 ein "Pluszeichen" und beim Transistor 30 ein "Minuszeichen" angebracht, um die jeweiligen Stromquellen anzugeben. Die Spannung, siehe Fig. 4b bei C, die über die Parallelschaltung 41 und 42 entsteht, ist daher ein Mass für die Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle.
Weiter wird bemerkt, dass die Dioden 32 und 39 zum Temperaturausgleich der Basis-Emitterübergänge der Transistoren 30 und 36 dienen. Die Widerstände 34 und 40, die beide relativ zu den Widerständen 33 und 38 hochohmig sind, dienen dazu, das Sperren der Transistoren 30 bzw. 36 sicherzustellen, d.h. von etwaigen Leckströmen unabhängig zu machen.
Obgleich die Erfindung in bezug auf eine schnellwirkende Abdruckvorrichtung beschrieben ist, sind die beschriebenen Ausführungsformen im allgemeinen ebenfalls in Vorrichtungen anwendbar, in denen eine Arbeits/Ruhelage vorhanden ist. Weiter können, ohne dass der Rahmen der Erfindung überstiegen wird, viele Modifizierungen und Abwandlungen angebracht werden. So ist beispielsweise eine Ausführungsform möglich, bei der das Motorpositionsbestimmungssignal durch Benutzung einer absoluten Positionscodiervorrichtung statt einer inkrementellen Codiervorrichtung erhalten wird (Block 3, Fig. 1). Unter einer absoluten Codiervorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, bei der die absolute Stellung (Winkel) der Motorwelle ausgelesen wird. Das kann dadurch vorgenommen werden, dass mit mehreren Aufnehmern eine Anzahl nebeneinander liegender Spuren einer Codierscheibe derart abgetastet werden, dass von diesen Aufnehmern eine Anzahl digitaler Signale erzeugt werden, die die momentane Stellung der Motorwelle wiedergeben. Bei der Benutzung einer solchen absoluten Codiervorrichtung erhält man den Vorteil, dass die Ausführung des Blocks 4 (Fig. 2) stark vereinfacht werden kann (die Zähler können z.B. fortgelassen werden).
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Claims (7)

1. Servosystem, bei dem die Position und Geschwindigkeit von mit der Welle '··■. . eines Motors gekuppelten Organen gesteuert werden, versehen mit einem mit der Motorwelle gekuppelten Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer, der vorzugsweise mindestens-zwei codierte zyklische Positionssignale .·. liefert, die zueinander phasenverschoben sind und wobei jeder Zyklus dieser Positionssignale proportional" einer vorbestimmten Einheit einer Relativbewegung der Motorwelle ist; mit Geschwindigkeitslogikmitteln, um aus den codierten Positionssignalen analoge Ausgangssignale zu erzeugen, die repräsentativ für die momentane gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit der Motorwelle sind; mit Motorpositionsbestimmungsmitteln, in denen die codierten Positionssignale in analoge Signale umgewandelt werden, die ein Mass für die momentan noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle sind; mit einem Differenzverstärker, in dem die Ausgangssighale der Geschwindigkeitslogikmittel· mit den analogen Signalen der Motorpositiönsbestimmungsmittel verglichen werden, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das einem Leistungsverstärker zugeführt wird, in dem das Differenzsignal in ein verstärktes Stromsignal umgewandelt wird, das den Motorwindungen zugeführt wird, um die Position und Geschwindigkeit der mit der Motorwelle gekuppelten Organe zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass Schwächungsmittel vorgesehen sind, die das Eingangssignal des Leistungsverstärkers dadurch beeinflussen, _ dass die Uebertragungsfunktion sowohl vom analogen Motorpositionssignal als auch vom analogen Geschwindigkeitssignal auf dieses Eingangssignal - unabhängig voneinander geregelt wird, wobei die Regelung von der Arbeits/Ruhelage der mit der Motorwelle gekuppelten Organe abhängig gemacht wird.
2. Servosystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungsmittel aus zwei Schwächungsvorrichtungen (7,11) bestehen, deren eine (11) zwischen den Geschwlndigkeitslogikmitteln (9) und dem Differenzverstärker (8) zum Schwächen der von den Geschwindigkeitslogikraitteln erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist und deren andere (7)
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zwischen den Motorpositionsbestimmungsmitteln (4) und dem Differenzverstärker (8) zum Schwächen der von den Ges-chwindigkeitslogikmitteln erzeugten analogen Ausgangssignäle gekoppelt ist.
3. Servosystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungsini ttel aus zwei Schwächungsvorrichtungen (7',1I) bestehen, deren eine (11) zwischen den Geschwind!gkeitslogikmitteln (9) und dem Differenzverstärker (8) zum Schwächen der von den Geschwindigkeitslogikmitteln erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist und deren andere (71) zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers (8) und dem Eingang des Leistungsverstärkers (12) gekoppelt ist, um das Differenzsignal zu schwächen.
4. Servosystem nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwächungsvorrichtungen (7,7',1I) gleichzeitig durch ein einziges Arbeits- oder Ruhesignal auf die gewünschten Werte eingestellt werden können.
5. Servosystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei codierten zyklischen Positionssignale zueinander verschoben blockförmige Signale sind.
6. Servosystem nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitslogikmittel (9) mit einem Ladungssammelorgan (41) versehen sind, das mit einer vorbestimmten Ladung aufgeladen wird, jedes Mal, nach dem eine Flanke eines der den Geschwindigkeitslogikmitteln zugeführten blockförmigen Signale auftritt, wobei die Polarität der genannten Ladung abhängig von der Drehrichtung der Motorwelle ist und dass das Ladungssammelorgan über einen Widerstand (42) konstant entladen wird, wobei dann die momentane Spannung über das Ladungssammelorgan ein Mass für die momentane Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle ist.
7. Servosystem nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorpositionsbestimmungsmittel (4) mit zwei digitalen Auf- und Nieder-
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Zählern (iS,16) versehen sind, die je eine Polaritätsbezeichnung aufweisen, und. zwar derart, dass ein Schritt des einen Zählers (16) einer vorbestimmten Anzahl Zyklen der von der Codiervorrichtung (3) erzeugten Positionssignale entspricht, während der andere Zähler (15) diese"vorbestiihmte Anzahl Zyklen zählt und dass zum Bewirken einer Motorwellenverschiebüng der Zähler (16) mit einer Stellung entsprechend der gewünschten Motorwellenverschiebung geladen wird.
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DE19782815906 1977-04-19 1978-04-10 Servosteuerung mit digitalisierter distanzbestimmung und variablen verstaerkungs-/daempfungskoeffizienten Granted DE2815906A1 (de)

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