DE2845786C2 - Drehzahlregeleinrichtung für einen schrittweise betriebenen, als Servomotor eingesetzten Elektromotor, der für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregeleinrichtung für einen schrittweise betriebenen, als Servomotor eingesetzten Elektromotor, der für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-AS 24 21 219 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Schrittmotors bekannt, also eines Motors, der immer nur um einen genau definierten Schritt, d. h., um einen bestimmten Winkel, gedreht werden kann. Dabei werden die Fortschaltimpul.se für den Schrittmotor nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit abgegeben, die wiederum einem Polracl winkel entspricht, der der jeweils erreichten Geschwindigkeit, Schrittanzahl sowie dem optimalen Drehmoment zugeordnet ist. Die Anordnung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens enthält also in Form einer Art »Tabelle« eine Zuordnung zwischen verschiedenen Polradwinkeln und mechanischen Größen des Systems, nämlich der Geschwindigkeit, der Schrittanzahl sowie dem optimalen Drehmoment In Abhängigkeit von diesen vorhandenen Größen wird die Verzögerungszeit selbsttätig ausgewählt

Weiterhin geht aus der DE-AS 16 13 172 eine Steuerschaltung zum Betrieb eines Schrittmotors im Schnellgang hervor, bei der die jeweils zuletzt ausgeführte Drehung des Schrittmotors um einen bestimmten Winkel in einem »letzter Schritt-«Speicher registriert wird. Dadurch sollen Kommandosignale abgeleitet werden, die den Geschwindigkeitsbereich bestimmen, in dem der Schrittmotor betrieben werden soll.

Weiterhin ist aus der DE-OS 23 28 501 noch eine Schrittmotor-Steuereinrichtung bekannt, bei der einige markante Punkte der Sremskennlinie des Schrittmotors gespeichert werden. Innerhalb eines vorgegebenen Abstandbereiches von der Ziellage wird an vorgegebenen Punkten verglichen, ob die Ist-Geschwindigkeit des Rotors mit der Soll-Geschwindigkeit nach der Bremskennlinie übereinstimmt. Bestehen Abweichungen, wird der Rotor entweder beschleunigt oder verzögert, wodurch er längs der Kurve für die Soll-Geschwindigkeit geführt

wird. Auf diese Weise kann der Rotor ohne große Pendelungen in die Ziellage gebracht werden.

Eine Drehzahleinrichtung der angegebenen Gattung, wie sie beispielsweise bei Druckern oder Faksimile-Sendeempfängern eingesetzt werden kann, ist aus der JP-PS 52-19 880 bekannt. Diese Drehzahlregeleinrichtung, ihre Funktionsweise und ihre Nachteile sollen im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Drehzahlregeleinrichtung nach dem Stand der Technik,

F i g. 2 ein Zeitsteuerdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise dieser Drehzahlregeleinrichtung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer ersten Recheneinheit dieser Drehzahlregeleinrichtung,

Fig.4 ein Blockschaltbild eines Drehzahlumsetzers dieser Drehzahlregeleinrichtung,

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Impulsgenerators dieser Drehzahlregeleinrichtung,

F i g. 6 ein schematisches elektrisches Schaltbild des Servomotors und seiner Ansteuerung,

Fig.7 ein weiteres Zeitsteuerungsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Drehzahlregeleinrichtung,
F i g. 8 ein weiteres Zeitsteuerungsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise dieser Drehzahlregeleinrichtung, und

F i g. 9 ein Zeitsteuerungsdiagramm zur Erläuterung von Funktionsstörungen der bekannten Drehzahleinrichtung.

In F i g. 1 ist eine Drehzahlregeleinrichtung 11 für einen Servomotor 12 dargestellt, die als Regelsystem mit geschlossenem Regelkreis arbeitet. Bei dem Servomotor 12 handelt es sich um einen Elektromotor üblicher Bauart, der für einen kontinuierlichen Betrieb konstruiert ist. Ein elektrisches, vorzugsweise binäres Eingangssignal wird einer Recheneinheit 13 zugeführt, die die Zahl der Schritte sowie die Drehrichtung bei der Bewegung der Motorwelle von der augenblicklichen Lage, der Anfangslage, in die Soll-Lage, die Endlage, anzeigt.

Beispielsweise kann das Eingangssignal eine Drehbewegung der Welle 14 des Servomotors 12 im Uhrzeigersinn über 12 Schritte darstellen.

Die Recheneinheit 13 berechnet die theoretisch opti-

male Solldrehzahl, mit der die Welle 14 des Servomotors 12 gedreht werden sollte.

Ein Fühler 16, der mit der Motorwelle 14 verbunden ist, erzeugt ein Signal, das die Ist-Drehzahl der Motorwelle 14 anzeigt und über einen Verstärker 17 sowie eine eine Rechteckwelle erzeugende Schaltung 18 zu der Recheneinheit 13 geführt wird. Die Recheneinheit

13 subtrahiert die Ist-Drehzahl von der Soll-Drehzahl und erzeugt ein Drehzahldifferenzsignal, das an einem Impulsgenerator 19 angelegt wird. Der Impuisgenerator 19 gibt für jeden Schritt einen Motoransteuerungsimpuls mit einer Zeitdauer ab, die der Größe des Drehzahldifferenzsignals entspricht. Da sich das Differenzsignal ständig ändert, schwanken auch die Impulsbreiten der Motoransteuerimpulse ständig. Von der Recheneinheit 13 wird auch ein Richtungssignal erzeugt, das zusammen mit den Motoransteuerimpulsen einer Treibereinheit 21 zugeführt wird. Das Richtungssignal zeigt an, ob der Servomotor 12 in Vorwärtsrichtung (im Uhrzeigersinn) oder in umgekehrter Richtung (in Richtung Gegenuhrzeigersinn) gedreht werden soll. Bei dem Richtungssignal handelt es sich um ein binäres Signal, das bei einer Drehung in Vorwärtsrichtung einen logisch hohen Wert und bei einer Drehung in der umgekehrten Richtung einen logisch niedrigen Wert hat.

Wenn die Istdrehzahl des Servomotors 12 niedriger als seine Solldrehzahl ist, wird der Servomotor 12 durch das Richtungssignal so erregt, daß sich die Motorwelle

14 fortlaufend in derselben Richtung dreht. Je größer der Unterschied zwischen der Ist-Drehzahl und der Solldrehzahl ist, um so größer wird die Breite der Motoransteuerimpulse und um so langer wird die Zeitspanne, in der der Servomotor 12 erregt wird.

Wenn die Ist-Drehzahl des Servomotors 12 höher als eine Solldrehzahl ist, wird der Servomotor 12 durch das Richtungssignal derart erregt, daß sich die Motorwelle 14 in der entgegengesetzten Richtung dreht. Das bedeutet, daß eine in umgekehrter Richtung wirkende Erregung an den Servomotor 12 angelegt und dadurch die Motorwelle 12 abgebremst wird.

Bei der bekannten Drehzahlregeleinrichtung 11 nach F i g. 1 ergeben sich in Folge der Trägheit der Motorwelle 14 und einer sich ständig ändernden Last an der Motorwelle 14 Schwierigkeiten im Hinblick auf Pendelungen und die Einstellungsgenauigkeit, wie noch erläutert werden soll.

Der Fühler 16 kann ein Tachometer, ein photoelektrischer Generator oder eine andere Ausführungsform eines herkömmlichen Drehzahlfühlers sein, der durch die Motorwelle 14 angetrieben wird und ein sinusförmiges Ausgangssignal mit einer Frequenz erzeugt, die proportional zur Drehzahl der Motorwelle 14 ist. Die Ausgangssignale des Fühlers 16 und der eine Rechteckwelle erzeugenden Schaltung 18 sind in F i g. 2 dargestellt.

Wie man in F i g. 3 erkennen kann, weist die Recheneinheit 13 einen Zähler 22 auf, der zu Beginn durch das Eingangssignal eingestellt wird und dessen Zählerstand durch die Ausgangssignale der die Rechtecksignale erzeugenden Schaltung 18 schrittweise verringert wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform geben der Fühler 16 und infolgedessen die die Rechteckimpulse erzeugende Schaltung 18 jeweils einen Impuls für jeden Schritt ab. Wenn beispielsweise das Eingangssignal anzeigt, daß die Motorwelle 14 aus der vorderen Anfangslage in 12 Schritten im Uhrzeigersinn in eine bestimmte Endlage gedreht werden soll, dann wird der Zähler 22 zu Beginn auf die Zahl 12 im Binärsystem, also 1100, eingestellt.

Das Ausgangssignal des Zählers 22 wird als Adressen-Eingangssignal an einen Festwertspeicher 23 angelegt. Das Ausgangssignal des Festwertspeichers 23 wird durch den Inhalt der adressierten Speicherstelle gebildet Die in dem Festwertspeicher 23 untergebrachten Daten entsprechen der theorexisch optimalen Drehzahl der Motorwelle 14 in der augenblicklichen Lage, wobei angenommen wird, daß sich die Motorwelle 14 über die in dem Zähler 22 gespeicherte Zahl von Schritten dre-

hen muß. Das Ausgangssignal des Festwertspeichers 23 wird an einen Eingang eines Subtrahiergliedes 24 angelegt

Der Ausgang der Rechteckimpulse erzeugenden Schaltung 18 ist mit einem Eingang eines Drehzahlumsetzers 26 verbunden, der also ebenfalls die Ist-Drehzahl der Motorwelle anzeigt. Das zeitliche Verhalten dieses Drehzahlumsetzers 26 ist auf das des Festwertspeichers 23 abgestimmt, der, wie erwähnt, die Solldrehzahl anzeigt Das Subtrahierglied 24 subtrahiert die Istdrehzahl von der Solldrehzahl und gibt ein Signal ab, das an den Impulsgenerator 19 angelegt wird, der den Absolutwert, das heißt, die Größe der Drehzahldifferenz, anzeigt Das Richtungssignal entspricht dem Vorzeichen des Differenzsignals und wird an die Treibereinheit 21 angelegt Der Impulsgenerator 19 gibt einen Impuls ab, dessen Dauer der Größe des Differenzsignals entspricht Dieser Impuls wird über die Treibereinheit 21 an den Servomotor 12 angelegt, wodurch die Motorwelle 14 mit dem nächsten Schritt weitergedreht wird.

Der Drehzahlumsetzer 26 ist in F i g. 4 dargestellt und weist einen Zähler 28 auf, der zu Beginn auf Null zurückgesetzt wird. Die Impulse von der die Rechteckimpulse erzeugenden Schaltung 18 werden an den Zähleingang des Zählers 28 und Taktimpulse von einem Oszillator 29 an den Takteingang des Zählers 28 angelegt, wodurch dieser schrittweise we'tergeschaltet wird. Der Zähler 28 wird für die Dauer des positiven Bereiches jedes Rechteckimpulses von der Schaltung 18 freigegeben, der einer Ha'.bperiode des entsprechenden Ausgangssignals des Fühlers 16 entspricht. Wenn beispielsweise der Fühler 16 sinusförmige Signale einer Impulsdauer von 2 ms erzeugt, wird der Zähler 28 für 1 ms pro Signal freigegeben.
Der in dem Zähler 28 pro Halbperiode eines Ausgangszyklus des Fühlers 16 addierte und gespeicherte Zählerstand ist proportional zur Dauer der Halbperiode und umgekehrt proportional zur Frequenz der sinusförmigen Signale des Fühlers 16, da beispielsweise ein Rechteckimpuls für jeden Schritt der Motorwelle erzeugt und der Zähler 28 durch jeden Rechteckimpuls weitergeschaltet wird. Infolgedessen ist das Zählergebnis des Zählers 28 umgekehrt proportional zur Drehzahl der Motorwelle 14. Dieses Zählergebnis wird an eine Reziprokschaltung 31 angelegt, die den umgekehrten Wert des Zählergebnisses erzeugt. Dieses Reziproksignal stellt also die Ist-Drehzahl dar.

Der Impulsgenerator 19 ist in Fig.5 gezeigt und weist einen Zähler 32 auf, dessen Zählstand zu Beginn gleich dem Differenzsignal von dem Subtrahierglied 24 eingestellt wird. Taktimpulse von einem Oszillator 33 werden an einen Takteingang des Zählers 32 angelegt, wodurch dieser schrittweise zurückzählt. Ein Nulldetektor 34 ist mit dem Ausgang des Zählers 32 verbunden und gibt ein einen Motoransteuerimpuls darstellendes, hohes Ausgangssignal ab, solange der Zählstand des Zählers 32 ungleich Null ist. Infolgedessen ist die Zeitspanne, in der der Ausgang des Nulldetektors 34 auf einen hohen Peeel bleibt. DroDortional zur Größe des

Differenzsignals.

Die Treibereinheit 21 ist in Fig.6 dargestellt und weist einen ersten PNP-Leistungsschalttransistor 36 auf. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 13 wird über eine Umkehrstufe 37 an die Basis des Transistors 36 angelegt. Der Emitter des Transistors 36 ist mit dem positiven Pol + feiner Gleichspannungsquelle verbunden. Der Kollektor des Transistors 36 ist mit den Emittern von zweiten PNP-Leistungsschalttransistoren 38 und 39 verbunden, deren Kollektoren jeweils an einem der beiden Anschlüsse des Servomotors 12 liegen.

Die Emitter von dritten NPN-Leistungsschalttransistoren 41 und 42 sind geerdet, während ihre Kollektoren mit den Kollektoren der zweiten Transistoren 38 bzw. 39 verbunden sind. Das Richtungssignal von der Recheneinheit 13 wird über Verstärker 43 und 44 ar. die Basen der Transistoren 38 und 41 und über Umkehrverstärker 46 und 47 an die Basen der Transistoren 39 und

des 24 ist in den Zähler 32 des Impulsgenerators 19 eine Verzögerungszeit f erforderlich. Infolgedessen werden die Steuerimpulse nach einer zeitlichen Verzögerung t erzeugt, die auf die Vorderflanken der jeweiligen Rechteckimpulse von der Schaltung 18 folgt.

Bei dieser bekannten Drehzahleinrichtung treten jedoch Probleme auf, die im folgenden unter Bezugnahme auf F i g. 9 erläutert werden sollen. Am Beginn des ersten Schrittes, wenn die Drehzahldifferenz berechnet wird, ist die Istdrehzahl Null. Infolgedessen ist die Drehzahldifferenz gleich der Solldrehzahl, und die Dauer der Motoransteuerimpulse ist groß. Infolgedessen wird die Motorwelle 14 auf einen sehr hohen Wert beschleunigt. Während des zweiten und dritten Schrittes ist infolge der mechanischen Trägheit der Motorwelle 14 und der Last die Drehzahl des Servomotors 12 relativ gering, so daß eine große Antriebsenergie an den Servomotor angelegt wird. Die sich ergebende, hohe Beschleunigung hat zur Folge, daß die Istdrehzahl am Ende des dritten

Durchden Transistor 36 wird die Spannung + V der 20 Schrittes gleich der Solldrehzahl ist. Während des vier-Spannungsquelle an die Transistoren 38 und 39 ange- ten Schrittes schwingt die Istdrehzahl über die Solldrehlegt wenn der Ausgang des Impulsgenerators 19 infolge zahl hinaus, und zwar selbst dann, wenn keine Antriebsder Wirkung der Umkehrstufe 37 hoch ist. Wenn das energie mehr an den Servomotor 12 angelegt wird. Richtungssignal von dem Ausgang der Recheneinheit 13 Während des fünften Schrittes wird die Drehung des hoch ist werden die Transistoren 39 und 41 eingeschal- 25 Servomotors 12 verzögert, wodurch sich die Beschleutet wodurch ein Strom durch die Wicklung des Servo- nigung der Motorwelle 14 auf Null verringert. Außermotors 12 wie durch einen Pfeil 48 angedeutet ist, in der dem wird während des sechsten und siebten Schrittes einen Richtung fließt. Wenn das Richtungssignal niedrig eine Erregung in umgekehrter Richtung an den Servoist werden die Transistoren 38 und 42 eingeschaltet, motor 12 angelegt, wodurch die Motorwelle 14 verzowodurch ein Strom durch die Wicklungen des Servomo- 30 gert wird und es zu einem Unterschwingen der Solltors 12 in der entgegengesetzten Richtung fließt. Die drehzahl während des achten Schrittes kommt. Diese

" Schwingungsbewegung der Motorwelle um die Solldrehzahl dauert dann noch mehrere Schritte an, obwohl die Amplitude dieser Schwingung ständig abnimmt.

Funktionsweise der Drehzahlregeleinrichtung 11 erläu- 35 Diese Pendelbewegung der Motorwelle führt zu Fehlten. Die Solldrehzahl ist in F i g. 7 durch die ausgezoge- einstellungen und damit insgesamt zu einer ungenau ne Kurve im oberen Teil angedeutet. Die Istdrehzahl arbeitenden Servosteuerung.

wird durch die gestrichelte Kurve dargestellt. Ferner Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

sind unter dem die Drchzahlkurve wiedergegebenen eine Drehzahlregeleinrichtung der angegebenen Gat-Teil der Zeichnung die entsprechenden Steuerimpulse 40 tung zu schaffen, bei der auf konstruktiv einfache Weise des Impulsgenerators 19 und die Motoransteuerimpulse die Endlage ohne Über- bzw. Unterschwingen erreicht der Treibereinheit 21 gezeigt; die von dem Impulsgene- wird,
rator 19 abgegebenen Steuerimpulse liegen an dem einen Eingang der Treibereinheit 21 an, während das
Richtungssignal von der Recheneinheit 13 an einem
zweiten Eingang der Treibereinheit erscheint.

Die Kurve von F i g. 7. die die Istdrehzahl wiedergibt, besteht aus drei Abschnitten, !n dem eisten Abschnitt wird die Motorwelle 14 auf die Soll-Drehzahl beschleu-

Transistoren 38 bis 42 sind also in einer Brückenschaltung angeordnet.
Anhand von F i g. 7 wird nun das Grundprinzip der

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß ein »kompensiertes« Drehzahl-Differenzsignal ermittelt wird, das nicht nur von dem

nigt. In dem zweiten Abschnitt wird die Drehzahl der 50 momentanen Drehzahl-Differenzsignal, sondern auch Motorwelle konstant auf der Solldrehzahl gehalten. Im von dem vorhergehenden Drehzahl-Differenzsignal abdritten Abschnitt wird die Drehzahl der Mctorweile auf hängt. Dieses vorhergehende Drehzahl-Differenzsignal Null verzögert. Ein umgekehrter (in diesem Fall negati- enthält wiederum Angaben über die Soll-Drehzahl bzw. ver) Motoransteuerimpuls 49 wird bei einem Schritt 51, die Ist-Drehzahl und damit auch die mechanischen Eialso einen Schritt vor dem End- oder Befehlsschritt an 55 genschaften des Systems, beispielsweise über die Trägdem Servomotor 12 angelegt, um die Welle beim Be- heit des Servomotors, die Reibung der Welle und ähnlifehlsschritt abzubremsen und zum Halten zu bringen. ehe Eigenschaften, die insgesamt die Drehung des Serin F i g. 8 ist die Funktionsweise der Drehzahlregel- vomotors beeinflussen und die Auswirkung einer beeinrichtung 11 für eine Bewegung in drei Schritten dar- stimmten Änderung der Antriebsenergie um eine begestellt. Dabei wird der Anfangszählstand für die drei 60 stimmte Zeitspanne verzögern, was wiederum zu einem Schritte, also die binäre Darstellung der Zahl drei, in den Überschwingen bzw. Unterschwingen oder allgemein Zähler 22 eingegeben, wonach dieser Zählstand durch zu Schwingungen des Systems führt Diese mechanidie Hinterflanken der Rechteckimpulse von der Schal- sehen Eigenschaften des Systems werden auf die hier tung 18 schrittweise verringert wird. Die Steuerimpulse angegebene Weise berücksichtigt und kompensiert, so werden von dem Impulsgenerator 19 entsprechend den 65 daß die Welle des Servomotors ihre Endlage sehr viel Vorderflanken der Rechteckimpulse von der Schaltung rascher und praktisch ohne jede Über- bzw. Unter-18 erzeugt Zur Berechnung der Drehzahldifferenz und schwingung erreicht
zur Einstellung des Ausgangssignals des Subtrahierglie- Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Aus-

^{7 8} I

führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schemati- die Daten in dem Festwertspeicher 56 deshalb so ausge- k

sehen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt wählt, daß sie in bezug auf das von dem Speicher 54

Fig. 10 ein Detail-Blockschaltbild einer Drehzahlre- angelegte Signal das entgegengesetzte Vorzeichen ha-

geleinrichtung gemäß der Erfindung, und ben.

F i g. 11 ein Zeitsteuerdiagramm zur Erläuterung der 5 Anhand von F i g. 11 soll nunmehr die Funktionsweise

Funktionsweise der Drehzahlregeleinrichtung nach der der Ausgleichseinrichtung 52 beschrieben werden, wo·

Erfindung. bei der Festwertspeicher 56 zum Multiplizieren des I

Bei der in Fig. 10 dargestellten Drehzahlregelein- Ausgangssignals des Speichers 54 dient. Diese Funk- ™ richtung ist zwischen dem Subtrahierglied 24 der Re- tionsweise kann in zwei getrennte Vorgänge aufgeteilt cheneinheit 13 und dem Impulsgenerator 19 sowie der 10 werden, nämlich auf die Multiplikation und auf die Än-Treibereinheit 21 eine Ausgleichseinrichtung 52 ange- derung des Vorzeichens. Dabei wird die Motorwelle 14 ordnet. Die Größe und die Richtung des berechneten in nur vier Schritten fortlaufend auf die Solldrehzahl Drehzahldifferenzsignals von dem Subtrahierglied 24 beschleunigt, ohne daß es zu einem Über- oder Unterwerden an einen Eingang eines algebraischen Addier schwingen kommt.

gliedes 53 angelegt, wie man in Fig. 10 erkennen kann. 15 Die ausgezogene Kurve in dem der Drehzahldiffe-Das die Größe darstellende Ausgangssigna! des Addier- rer.z entsprechenden Bereich der F i g. 11 gibt das Ausgliedes 53 ist mit Eingängen des Impulsgenerators 19 gangssignal des Addiergliedes 53 wieder. Zum Vergleich und mit einem elektronischen Speicher 54 verbunden. ist mit gestrichelten Linien das Ausgangssignal des Sub-Der Ausgang des Speichers 54 ist an einem Adressen- trahiergliedes 24 dargestellt, wie es ohne die Ausgleichseingang eines Festwertspeichers 56 angeschlossen, des- 20 einrichtung 52 erhalten wird. Die Ausgleichseinheit 52 sen Ausgang mit einem weiteren Eingang des Addier- dient dazu, den Drehzahlunterschied während des zweigliedes 53 verbunden ist. Das Addierglied 53, der Spei- ten, dritten und vierten Schrittes wesentlich zu verrineher 54 und der Festwertspeicher 56 können jeweils das gern, um ein Überschwingen zu verhindern. Eine Erre-Vorzeichen der gespeicherten Zahlen anzeigen. gung in umgekehrter Richtung wird beim vierten Schritt

Bei dem Speicher 54 kann es sich um ein Register, 25 angelegt, während bei der bekannten Drehzahleinrich-

eine Verzögerungseinheit oder um ein ähnliches Bau- tung zu diesem Zeitpunkt keine Erregung vorgesehen

element handeln, das zeitweilig das Drehzahldifferenzsi- ist. Die Drehzahldifferenz v/ird während des ersten

gnal für mindestens einen vorherigen Schritt speichern Schrittes nicht geändert, da der Inhalt des Speichers 54

kann. Dieser vorherige Schritt kann mehrere Schritte Null ist.

vor dem augenblicklichen Schritt liegen; bei der vorlie- 30 Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 19 ist genden Ausführungsform wird jedoch angenommen, ebenfalls in F i g. 11 dargestellt. Die ausgezogene Kurve daß es sich um den unmittelbar vorausgehenden Schritt gibt die Zeitspanne wieder, in der bei der erfindungsgehandelL Wekerhin soll angenommen werden, daß der mäßen Drehzahlregeleinrichtung ausgeglichene Motor-Speicher 54 ein Register zur Speicherung des vorheri- anSteuerimpulse an die Wicklungen des Motors gelegt gen Drehzahldifferenzsignals aufweist Da die Zeitdauer 35 werden. Die entsprechenden Zeitspannen der bekannjedes an den Servomotor 12 angelegten Motoransteuer- ten Drehzahlregeleinrichtung, bei der kein Ausgleich impuls proportional zur Größe des Drehzahldifferenzsi- vorgesehen ist, sind zum Vergleich durch gestrichelte gnals ist, entspricht selbstverständlich eine Änderung Linien dargestellt. Es läßt sich erkennen, daß bei der des Drehzahldifferenzsignals einer Änderung der Zeit- erfindungsgemäßen Drehzahleinrichtung diese Zeitdauer des entsprechenden Motoransteuerungsimpulses. 40 spannen wesentlich verkürzt sind.

Die Größe und das Vorzeichen (das die Richtung der Der Festwertspeicher 56 kann eine vorgegebene

Motorerregung anzeigt) des Drehzahldifferenzsignais Funktion, beispielsweise eine nichtlineare Funktion, der

für den vorherigen Schritt sind in dem Speicher 54 ge- vorherigen Drehzahldifferenz bilden. Wenn die vorheri-

speichert und werden während des momentanen Schrit- ge Drehzahldifferenz mit einer Konstanten multipliziert

tes als Adresseneingangssignal von dem Festwertspei- 45 werden muß, kann der Festwertspeicher 56 durch ein

eher 56 angelegt Der Festwertspeicher 56 erzeugt ein Multiplizierglied ersetzt werden. Die spezielle ausge-

Ausgleichsdifferenzsignal, das an der adressierten Spei- wählte Funktion wird nach einer bevorzugten Ausfüh-

cherstelle in dem Festwertspeicher 56 gespeichert wird. rungsform empirisch anhand der jeweiligen Trägheit

Dieses Ausgleichs-Drehzahldifferenzsignal wird zur BiI- und anderer Parameter der Drehzahlregeleinrichtung

dung eines geänderten augenblicklichen Drehzahldiffe- 50 sowie der Last festgelegt

renzsignals algebraisch zu dem augenblicklichen, be- Die Erfindung schafft also eine Drehzahlregeleinrich-

rechneien Drehzähldifferenzsigna! von dem Subtrahier- tung für einen Servomotor, bei der ein Überschwingen,

glied 24 addiert. Das entsprechend geänderte Drehzahl- ein Unterschwingen und Pendelungen überhaupt besei-

differenzsignal, das die algebraische Summe des Aus- tigt sind, so daß sich ein stabilerer und genauerer Be-

gleichs-Drehzahldifferenzsignals und des berechneten 55 trieb als bei vergleichbaren bekannten Drehzähleinrich-

Drehzahldifferenzsignals von dem Subtrahierglied 24 tungen für Servomotoren ergibt

ist, wird dem Impulsgenerator 19 als das maßgebliche .

augenblickliche Drehzahldifferenzsignal zur Erzeugung Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

eines Motoransteuerimpulses entsprechender Impuls-

breite zugeführt 60

Um das Über- oder Unterschwingen infolge der
Trägheit der Motorwelle 14 und einer Änderung der
Last zu verringern, sollte das Ausgleichs-Drehzahldifferenzsignal kleiner sein als das vorherige Drehzahldifferenzsignal; außerdem muß es die entgegengesetzte 65

Richtung wie das vorherige Drehzahldifferenzsignal ha- ₅
ben.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Drehzahlregeleinrichtung für einen schrittweise betriebenen, als Servomotor eingesetzten Elektromotor, der für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt ist, mit einer Anordnung, in die die Ist-Drehzahl der Motorwelle eingebbar und der eine Solldrehzahl für die Bewegung des Motors aus einer Anfangslage in eine Endlage vorgebbar ist und die Drehzahldifferenzsignale zur weitgehend optimierten Angleichung der Motoransteuerimpiulse an die Trägheit der rotierenden Motorteile und die jeweiligen Belastung nach Maßgabe einer vorgegebenen entsprechenden Funktion erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Speicher (54) zur Speicherung des Drebzahldifferenzsignals wenigstens eines vorhergehenden Schrittes sowie ein Addierglied (53) zur Bildung eines geänderten Drehzahldifferenzsignales aus der !algebraischen Summe des für den vorliegenden Schritt durch die Schaltanordnung (11) vorgegebenen Drehzahldifferenzsignals und eines von dem Drehzahldifferenzsignal des wenigstens einen vorgegebenen Schrittes abgeleiteten Ausgleichs-Drehzahldjfferenzsignals vorgesehen sind.

2. Drehzahlregeleinrichtunig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Speicher (54) ein Register aufweist.

3. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Speicher (54) eine Verzögerungsei !richtung für die zeitweilige Speicherung des Drohzahldifferenzsignals wenigstens eines vorhergehenden Schrittes während eines Durchlaufes aufweist.

4. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen zwischen dem elektronischen Snricher (54) und einem Eingang des Addiergliedes (53) liegenden Festwertspeicher (56).

5. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Speichers (54) mit einem Adressendngang des Festwertspeichers (56) verbunden ist.

6. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher (56) das Vor zeichen des geänderten Drehzahldifferenzsignal« speichert.