DE3035919C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor mit einem Regelkreis, der einen Vergleicher, welcher ein Fehlersignal aus der Differenz zwischen einem von der Position der Motorwelle abhängigen Istwert und einem vorgegebenen Sollwert bildet, einen vom Absolutwert des Fehlersignals angesteuerten spannungsgesteuerten Oszillator VCO und einen dem VCO nachgeschalteten Steuerkreis zur impulsweisen Ansteuerung des Schrittmotors enthält.

Bei Steuersystemen hat die Anwendung eines Schrittmotors manche Vorteile, da durch ihn eine Last beispielsweise ein Steuerventil, genau in eine bestimmte Stellung gebracht und in dieser Stellung gehalten werden kann.

Die Anwendung von Schrittmotoren hat jedoch Grenzen insofern, als die Geschwindigkeit, mit dem eine Last, also ein von ihm anzutreibender Teil, angetrieben ist, begrenzt ist und das bei einem zu schnellen Antrieb ein Schlupf entsteht, der Motor also infolge Überlastung blockiert wird. Es hat sich gezeigt, daß ein solcher Blockierzustand des Motors auch während der Beschleunigung auftreten kann.

Eine Steuerschaltung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 36 19 757 bekannt. Diese Steuerschaltung weist einen Regelkreis für die Ansteuerung des Schrittmotors mit Steuerimpulsen auf, die von einem VCO erzeugt werden.

Die jeweilige Lage des Schrittmotors wird dabei von einem Istwertgeber, d. h., einem Positionssensor für die Motorwelle erfaßt und als Istwert an einen Vergleicher gegeben, der ebenfalls den Sollwert erhält. Aus dem Fehlersignal am Ausgang des Vergleichers wird mittels eines Absolutwertbildners der Absolutwert des Fehlersignals gebildet und dieser anschließend über einen Tiefpaßfilter dem VCO zugeführt. Das Ausgangssignal des VCO wird über ein zeitgestelltes Gatter und einen Treiberschaltkreis auf den Motor geführt. Die vom VCO erzeugten Impulse haben eine Frequenz, die dem Absolutwert des Fehlersignals entspricht. Zur Begrenzung der maximalen Beschleunigungsrate des Motors ist bei der bekannten Steuerschaltung der Tiefpaßfilter vor dem VCO vorgesehen.

Eine andere Steuerschaltung für einen Schrittmotor ist aus der DE-AS 16 38 036 bekannt. Diese weist jedoch keinen rückgekoppelten Regelkreis zur Steuerung des Schrittmotors auf. Bei dieser Schaltung ist dem VCO ein Impulsformer vorgeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerschaltung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich eine verbesserte Lichtregelung ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steuerschaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen Vergleicher und VCO ein Selektor geschaltet ist, dem neben dem einen Fehlersignal ein weiteres, von einem weiteren Vergleicher abgegebenes Fehlersignal zugeführt wird, wobei der Selektor von den beiden Fehlersignalen dasjenige mit dem kleineren Absolutwert ausgibt und wobei das weitere Fehlersignal der Differenz des Istwertes und des Ausgangssignals eines Integrators entspricht, an dessen Eingang zum einen das vom Selektor ausgegebene Signal und zum anderen ein vom Fehlersignal abhängiges Rückstellsignal anliegen.

Die Erfindung zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, daß dem Regelkreis ein weiterer Regelkreis übergeordnet ist, der die Rückkopplung des dem VCO zugeführten Signals über den Integrator auf den weiteren Vergleicher beinhaltet. Am Ausgang dieses Kreises steht nun ein Signal zur Verfügung, welches wie das Fehlersignal dem Selektor zugeführt wird, der das vom Absolutwert her niedrigere Signal seiner beiden Eingangssignale auf den VCO und damit zur Steuerung des Schrittmotors durchläßt. Dies bedeutet, daß, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers zwischen Soll- und Istwert - beispielsweise bedingt durch sprunghafte Änderungen des Sollwertes - größer wird als das dem Selektor zugeführte weitere Fehlersignal, das weitere Fehlersignal die Motorregelung übernimmt. Hierdurch bleibt auch bei hohen Beschleunigungen die Regelfähigkeit des Motors erhalten, ohne daß er blockiert. Der im Seitenregelkreis liegende Integrator kann beispielsweise dem Betriebsverhalten des Motors angepaßt sein und das weitere Fehlersignal am Ausgang des weiteren Vergleichers dazu verwendet werden, ein Signal am Selektoreingang zu liefern, welche gerade der Rate entspricht, die für die Beschleunigung des Motors noch zulässig ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 2 charakterisiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerschaltung.

Fig. 2 und 3 zeigen Teile dieser Schaltung.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Schaltung einen Integrator 10 auf, an dessen Ausgang ein Signal erscheint, daß dem Zeit­ signal des Eingangssignals des Integrators entspricht. In einem ein weiteres Fehlersignal erzeugenden Schaltkreis 11 wird das Ausgangssignal des Integrators 10 verglichen mit dem Ausgangssignal eines Wandlers 12, der die Form eines Rückkoppel-Signal-Generators hat. Dies Signal ist abhängig entweder unmittelbar von der Stellung der Welle eines Schrittmotors 13 oder auch von irgendeinem Parameter der von dem Motor 13 angetriebenen Last 14, sofern dieser solchen Bewegungen ohne eine signifikante Verzögerung folgt. Der Schaltkreis 11 erzeugt das weitere Fehlersignal, das von der Differenz zwischen seinen beiden Eingangssignalen abhängig ist.

Das Signal RA des Generators 12 wird ferner einem ein Fehlersignal erzeugenden Vergleicher 15 zugeführt, der ferner ein Signal RD empfängt, das die gewünschte Stellung der Welle des Motors 13 bzw. den anderen Parametern repräsen­ tiert. Das Fehlersignal des Vergleichers 15, das die Differenz zwischen dem gewünschten und dem tatsächlichen Wert der Stellung der Welle bzw. des anderen Parameters repräsentiert, wird zusammen mit dem weiteren Fehlersignal einem Selektor 16 zugeführt, der aus einer Torschaltung be­ steht, die von den beiden Fehlersignalen dasjenige mit dem kleinen Absolutwert ausgibt und dessen Ausgang mit einem Eingang des Integrators 10 verbunden ist.

Der Schaltkreis enthält außerdem einen als Begrenzungskreis ausgebildeten Integrator-Rücksteller 17, der ein Signal an den anderen Eingang des Integrators 10 liefert. Der Rücksteller 17 erhält ein Eingangssignal von dem weiteren Vergleicher 11, sowie ein anderes Eingangssignal von einem Nullspannungsdetektor 18, der auf das Ausgangs­ signal des Vergleichers 15 anspricht, und erzeugt ein Ausgangssi­ nal, das eine nichtlineare Funktion des Ausgangs­ signals des weiteren Vergleichers 11 ist. Das Aus­ gangssignal des Selektors 16 wird auch einem Absolutwert­ verstärker 19 zugeführt, dessen Ausgangssignal einen Impuls­ generator steuert, der die Form eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 20 hat. Das Ausgangssignal des Oszillators 20 wird dem Antriebsstromkreis des Schrittmotors 13 zugeführt, der einen Zähler 21 aufweist, der entsprechend dem Ausgangs­ signal des Nullspannungsdetektors 18 mit der Oszillatorfrequenz einen Auf- und Abtakt gibt. Der Multi-Bit-Ausgang des Zählers 21 führt zu einem Dekoder 22, der mit den Wicklungen des Motors 13 über einen Verstärkermodul 23 verbunden ist. Der Zähler 21, der Dekoder 22 und der Verstärkermodul 23 sind hier nicht im einzelnen beschrieben, weil solche Anordnungen bei Schritt­ motorsteuerungen bekannt sind.

Die Fig. 2 zeigt links den Schaltkreis des Vergleichers 15 zur Erzeugung des Fehlersignals. Er besteht aus einem Funktionsverstärker A1, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand R1 mit der Erdschiene verbunden ist und dessen invertierender Eingang über zwei Widerstände R2, R3 mit dem Ausgang eines Soll-Signals und mit dem Generator 12 des Rückkopplungssignals verbunden ist, die beide aus Potentiometern bestehen können, die mit den (nicht dargestellten) Quellen eines positiven und negativen Bezugssignals verbunden sind. Zwei einander parallele gegensinnig gesteuerte Dioden D1, D2 sind mit dem Ausgang des Vestärkers A1 verbunden und eine Rückkopplung wird erzeugt durch einen Widerstand R4, der mit diesen Dioden verbunden ist.

Ein Widerstand R5 verbindet die Dioden D1, D2 mit der Klemme B (siehe Fig. 3).

Der Nullspannungsdetektor 18 besteht aus einem weiteren Funk­ tionsverstärker A2, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widestand R6 mit dem Ausgang des Verstärkers A1 ver­ bunden ist und dessen invertierender Eingang über einen Widerstand R83 mit der Erdschiene verbunden ist. Der Ausgang des Ver­ stärkers A2 ist über zwei in Reihe liegende Widerstände R7, R8 mit einer Plus-Schiene verbunden und die Verbindung zwischen diesen beiden Widerständen ist über eine Klemme C verbunden mit der Auf-Abwärts-Steuerungs-Klemme des Zählers 21.

Der Integrator 10 ist ein Funktionsverstärker A3, dessen in­ vertierender Eingang über einen Widerstand R9 mit der Klemme B und mit einem Rückkopplungskondensator C1 zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang verbunden ist. Ein Widerstand R10 ist angeschlossen zwischen dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A3 und der Erdschiene.

Der weitere Vergleicher 11 zur Erzeugung des Fehlersignals ist ein Funktions­ verstärker A4, dessen invertierender Eingang über Verstärker R12, R13 mit dem Ausgangsverstärker A3 bzw. der Klemme RA verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand R14 verbindet den Ausgang des Verstärkers A4 mit seinem invertierenden Eingang und ein Wider­ stand R15 verbindet den nichtinvertierenden Eingang mit der Erdschiene.

Der Rücksteller 17 für den Integrator 10 weist zwei komplementäre Arten von Transistoren Q1, Q2 auf, deren Emitter mit der Erdschiene und deren Kollektoren über Widerstände R17, R18 mit der Plus- Schiene bzw. der Minus-Schiene verbunden sind. Zwei Wider­ stände R19, R20 verbinden die Basen dieser Transistoren mit dem Ausgang des Vestärkers A4 und zwei Vorspannwiderstände R21, R22 verbinden diese Basen mit der Plus- bzw. Minus-Schiene. Die Anode einer Diode D3 ist mit dem Kollektor eines npn- Transistors Q1 und ihre Kathode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A3 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Kathode einer Diode D4 mit dem Kollektor eines npn-Transistors C2 und ihre Anode mit dem invertierenden Eingang des Ver­ stärkers A3 verbunden. Die Transistoren Q1 und Q2 bilden eine Maximalwert-Schaltung.

Der Rücksteller 17 enthält ferner einen Funktions­ verstärker A5, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand R25 mit der Erdschiene und dessen invertierender Eingang über einen Widerstand R26 mit dem Ausgang des Ver­ stärkers A4 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers A5 ist mit den beiden Emittern zweier Transistoren Q3, Q4 von komplementärer Art verbunden, deren Basen miteinander und über einen Widerstand R27 mit dem Ausgang des Verstärkers A2 verbunden sind. Der Kollektor des pnp-Transistors Q3 ist mit der Anode einer Diode D5 und der Kollektor des npn-Transistors Q4 ist mit der Kathode einer Diode D6 verbunden. Die Kathode der Diode D5 und die Achse der Diode D6 sind miteinander und über einen Widerstand R28 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A3 verbunden. Der invertierende Eingang des Ver­ stärkers A5 ist über einen Widerstand R84 mit der Minus-Schiene, über einen Widerstand R85 mit der Klemme C und über einen Widerstand R86 mit der Kathode der Diode D5 verbunden. Der Ver­ stärker A5 bildet mit den Transistoren Q3 und Q4 eine Minimum­ wert-Schaltung.

Die Fig. 2 zeigt auf ihrer rechten Seite den Selektor 16, der von seinen Eingangssignalen dasjenige mit dem kleinsten Absolutwert ausgibt. Dieses besteht aus vier Funktionsverstärkern A6, A7, A8, A9. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers A6 ist über einen Widerstand R30 mit der Erdschiene und sein invertierender Eingang ist über einen Widerstand R31 mit dem Ausgang des Verstärkers A4 verbunden. Die Kathode einer Zener-Diode ZD1 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A6 und ihre Anode mit dessen Ausgang ver­ bunden. Die Anode einer Diode D7 ist mit dem Ausgang des Ver­ stärkers A6 verbunden. Ein Widerstand R23 liegt zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers A6 und der Kathode der Diode D7, die ferner über einen Widerstand R33 mit der Minus- Schiene verbunden ist. Ein Widerstand R34 verbindet die Kathode der Diode D7 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A7, dessen invertierender Eingang mit der Kathode einer Diode D8 verbunden ist, deren Anode mit dem Ausgang des Verstärkers A7 verbunden ist. Die Kathode der Diode D8 ist ferner mit der Klemme B verbunden.

Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers A8 ist über einen Widerstand R35 mit der Erdschiene verbunden und ein Widerstand R36 verbindet den invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers A4. Die Anode einer Zener-Diode ZD2 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A8 und ihre Kathode mit dessen Ausgang verbunden. Ein Widerstand R37 liegt zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers A8 und der Anode einer Diode D9, deren Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers A8 verbunden ist. Ein Widerstand R38 ver­ bindet die Anode der Diode D9 mit der Plus-Schiene und ein Widerstand R39 verbindet die gleiche Anode mit dem nicht­ invertierenden Eingang des Verstärkers A9. Der invertierende Eingang des Verstärkers A9 ist mit der Anode einer Diode D10 verbunden, deren Kathode mit dem Ausgang des Verstärkers A9 verbunden ist. Die Anode der Diode D10 ist mit der Klemme B verbunden.

Die Fig. 3 zeigt die Schaltung des Absolutwert-Verstärkers 19. Er umfaßt zwei Funktionsverstärker A14 und A15. Der Ver­ stärker A14 bewirkt getrennte Halbwellen-Gleichrichtung für negative und positive Eingänge mittels getrennter Rückkopplungsschleifen, und der Verstärker A15 bewirkt eine Um­ kehrung eines der Ausgangssignale des Verstärkers A14, wobei der Ausgang des Verstärkers A15 und der andere Ausgang des Verstärkers A14 miteinander verbunden sind für die Erzeugung der Steuerspannung des Oszillators 20.

Der invertierende Eingang des Verstärkers A14 ist über einen Widerstand R62 mit der Klemme B verbunden und sein nicht­ invertierender Eingang ist über einen Widerstand R63 mit der Erdschiene verbunden. Die Ausgangsklemmen des Verstärkers A14 ist mit der Kathode einer Diode D15 verbunden, deren Anode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 14 über einen Widerstand R63 und ferner mit der Anode einer Diode D16 verbunden ist, deren Kathode mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A14 über einen Widerstand R65 verbunden ist. Zwischen dem Offsetkompensationseingang des Funktionsverstärkers A14 liegt ein Potentiometer, dessen Schieber mit der Minus- Schiene verbunden ist und zum Justieren des Ausgangs des Absolutwert-Verstärkers auf Null dient, wenn das Signal an der Klemme B Null ist.

Die Kathode der Diode D16 ist über einen Widerstand R67 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers A15 verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang über einem Widerstand R68 mit der Erdschiene verbunden ist. Ein Rückkopplungswider­ stand R69 liegt zwischen dem Ausgang und den invertierenden Eingangsklemmen des Verstärkers A15. Ein Potentiometer R70 liegt zwischen dem Offsetkompensationseingang des Verstärkers A15 und sein mit der Minus-Schiene verbundener Schieber wird benutzt zum Justieren der toten Zone in der Übertragungs­ charakteristik des Absolutwert-Verstärkers, die sich ergibt, wenn das Signal an der Klemme B nahe Null ist.

Der Oszillator 20 benutzt zwei Funktionsverstärker A16 und A17, von denen der eine als Sägezahnverstärker, der andere als Schmitt-Trigger arbeitet. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers A16 ist über einen Widerstand R71 mit der Erdschie­ ne verbunden und zwei Widerstände R72 und R73 verbinden den invertierenden Eingang des Verstärkers A16 mit dem Ausgang des Verstärkers A15 bzw. der Anode der Diode D15. Rückkopplung wird bewirkt durch einen Kondensator C4 und eine Diode D17, die zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers A16 parallel zueinander liegen. Mit dem inver­ tierenden Eingang des Verstärkers A16 ist außerdem der Source-Anschluß eines n-Kanal Feldeffekt-Transistors Q7 ver­ bunden, dessen Drain-Anschluß über einen Widerstand R74 mit der Plus-Schiene verbunden ist.

Die Ausgangsklemme des Verstärkers A16 ist über einen Wider­ stand R75 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A17 verbunden, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand R76 mit der Erdschiene verbunden ist. Die Aus­ gangsklemme des Verstärkers A17 ist über einen Widerstand R77 mit der Basis eines npn-Transistors Q5 verbunden, dessen Kollektor mit der Erdschiene und dessen Emitter mit dem Verbindungspunkt zweier in Reihe zwischen der Erdschiene und der Minus-Schiene liegenden Widerständen R78, R79 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Q5 ist mit dem Gate-Anschluß des Feld­ effekt-Transistors Q7 und außerdem über einen Widerstand R80 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A17 ver­ bunden. Wenn das Signal an der Klemme B Null ist, so hat der Verstärker A16 nur einen Eingang über den Feldeffekt- Transistor Q7. Wenn dieser eingeschaltet ist (d. h. wenn das Ausgangssignal des Verstärkers A17 einen hohen Wert hat, so daß der Transistor Q5 eingeschaltet ist) fließt Strom durch den Transistor Q7 zu dem virtuellen Erdpunkt des Verstärkers A16 und von diesem Punkt über den Kondensator C4, so daß die Spannung an dem Ausgang des Verstärkers A16 auf einen Wert fällt, der durch die Diode D17 begrenzt ist und genügend niedrig ist, um den Ausgang des Verstärkers A17 auf einen niedrigen Wert zu schalten und dadurch den Transistor Q5 und den Transistor Q7 abzuschalten und eine positive Gleichstromrückkopplung an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A17 anzulegen. Der Oszillator bleibt in diesem Zustand, bis das Signal an der Klemme B sich von Null ändert, in welchem Fall ein negatives Signal dem invertierenden Eingang des Verstärkers A16 über einen der Widerstände R73, R72 zugeführt wird (entsprechend der Polarität des Signals an der Klemme B). Dies wird bewirken, daß das Signal am Ausgang des Verstärkers auf einen Betrag ansteigt, der proportional der Höhe der Spannung an der Klemme B ist, bis der Verstärker A17 schaltet, der Feldeffekt-Transistor Q7 erneut eingeschaltet wird, und die Ausgangsspannung des Verstärkers A16 erneut fällt bis der Feldeffekt-Transistor Q7 angeschaltet wird. Daher steigt die Frequenz des Aus­ gangs des Verstärkers A17 mit steigender Spannung des Signals an der Klemme B.

Die Ausgangsklemme des Verstärkers A17 ist ferner über einen Verstärker A81 und einen dazu parallelliegenden Kon­ densator C5 mit der Basis eines npn-Transistors Q6 ver­ bunden, dessen Emitter mit der Erdschiene und dessen Kollektor über einen Widerstand R82 mit der Plus-Schiene und außerdem mit der Klemme G (d. h. der Taktklemme des Zählers) verbunden. Die Kathode einer Diode D18 ist mit der Basis des Transistors Q6 und ihre Anode mit der Erdschiene verbunden. Im Betrieb besteht Gleichgewicht in der gesamten Steuerschleife, wenn die Last 14 sich in einer solchen Lage befindet, daß der Ausgang des Verstärkers A1 Null ist. In solchem Fall ist der Eingang des Integrator-Verstärkers A3 Null, so daß sein Ausgang einen konstanten Wert hat.

Wenn dann in dem RD-Eingangssignal eine Schrittänderung stattfindet, ergibt sich eine Schrittänderung im Ausgang des Verstärkers A1. Wenn die Schrittänderung in RD in posi­ tiver Richtung geht, geht der Ausgang des Verstärkers A1 in negativer Richtung. Der Ausgang des Verstärkers A2 wird daher in negativer Richtung gehen, so daß der Zähler 21 in entsprechender Richtung bewegt wird, aber außerdem der Transistor Q3 leitend wird, so daß der Ausgang des Verstär­ kers A4 zunächst auf einen geringen positiven Wert festge­ halten wird. In diesem Zustand erreicht dieser geringe positive Wert den durch den geringsten Absolut-Wert betätigten Selektor d. h. dieser geringe positive Wert veranlaßt den Verstärker A9 in den Verstärker A1 einen Strom einzuprägen so daß die Spannung an der Klemme B nur auf einen geringen negativen Wert fällt, der dem geringen positiven Wert ent­ spricht. Dieser positive Wert ist so gewählt, daß er einer Frequenz des Oszillators entspricht, die etwa der Hälfte der Frequenz für den maximalen Antrieb des Motors entspricht.

Die Minimum-Schrittrate, die dem vorgenannten geringen nega­ tiven Wert entspricht, wird bestimmt durch die Widerstände R84 und R85, wobei in der Praxis der Widerstand von R85 halb so groß ist wie der von R84. Wenn der Ausgang des Verstärkers A2 seine volle negative Grenze erreicht, beträgt die Spannung an der Klemme C Null Volt. Der Wider­ stand R84 bewirkt daher, daß der Ausgang des Verstärkers A5 auf einen hohen positiven Wert ansteigt. Dadurch wird der Ausgang des Verstärkers A3 langsam negativ (über Transistor Q3, Diode D5 und Widerstand R28), so daß der Ausgang des Verstärkers A4 langsam positiv wird, bis die Schleife in das Gleichgewicht kommt mit dem auf niedrigem positiven Wert liegenden Ausgang des Verstärkers A4.

Bei einer stufenweise negativen Änderung der Stellung des "Soll"-Signals RD steigt der Ausgang des Verstärkers A2 an, der Strom durch den Verstärker R27 schaltet auf den Transistor Q4 und der Ausgang der Klemme C ist ganz positiv. Der Widerstand R85 zieht so den Eingang des Ver­ stärkers A5 ins Positive, so daß sein Ausgang sehr ins Negative geht. Dadurch ergibt sich ein positives Ansteigen des Ausgangs des Verstärkers A3 und ein nega­ tives Ansteigen des Ausgangs des Verstärkers A4 bis ein Gleichgewicht bei niedrigem negativem Ausgangswert erreicht wird. Nach einer Änderung des Sollwertes um einen positiven Schritt beginnt der Ausgang des Verstärkers A4, wie oben erläutert, bei einem niedrigen positiven Wert und der Motor beginnt zu laufen, so daß der Ausgang RA des Rückkopplungssignalgenerators negativ ansteigt. Das bewirkt, daß der Ausgang des Verstärkers A4 positiv ansteigt, so daß dessen Festhalten überwunden wird. Das bewirkt, daß das Signal an der Klemme B zum Negativen abfällt über den durch niedrigsten Absolutwert gesteuerten Selektor 16. Das negativ ansteigende Signal bei B würde dazu führen, daß der Ausgang des Verstärkers A3 positiv ansteigt, jedoch ist der Negativanstieg RA schneller als der positive Anstieg des Ausgangs des Ver­ stärkers A3 (Integrator-Zeitkonstante < Zeitkonstante des Motorrückkopplungssignal-Generator), so daß eine positive Rück­ kopplung erzeugt wird und der Ausgang des Verstärkers A4 exponentiell ansteigt.

Wenn die Anstiegsstufe der Schrittbewegung einen bestimmten Wert (der durch nicht dargestellte Kondensatoren in den Eingängen der Verstärker A7 und A9 bestimmt wird) erreicht, würde die Anstiegsstufe des B-Signals sich asymptotisch einem vorbe­ stimmten Wert nähern, der ein wenig größer ist als die vor­ bestimmte maximale Schrittstufe. Wenn der Ausgang des Ver­ stärkers A4 eine vorbestimmte Höhe (z. B. 4,5 V) erreicht, wird jedoch der Transistor Q2 abgeschaltet und die Ge­ schwindigkeit ist somit durch diesen Transistor Q2 begrenzt.

Wenn die Last 14 sich einer bestimmten gewünschten Stellung nähert, so steigt der Ausgang des Verstärkers A1 von seinem größten negativen Wert, bis er sich dem Wert Null genügend weit nähert, um den durch den niedrigsten Absolutwert ge­ steuerten Selektor 16 zu passieren und den Integrator­ eingang auf Null zurückzubringen.

Eine entsprechende Folge ergibt sich nach einer negativen Stufenänderung des Sollsignals RD.

Wenn die Last 14 des Motors 13 derart ist, daß er aus dem Schritt fällt, so fällt RA ab. Da der Verstärker A3 stets schnell nachgeführt wird, wird die An­ stiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung des Integrators A3 jetzt größer, so daß die Ausgangsspannung des Verstärkers A4 vermindert wird und zurückfällt auf die Größe der Einzugsspannung (Pull-in). Der Motor resynchronisiert sich dann zum Wiederherstellen der positiven Rückkopplungsschleife.

Der beschriebene Schaltkreis steuert somit automatisch den Schrittmotor derart, daß er während der Beschleunigung die optimale Arbeitsstellung und einen konstanten Lauf hat und ermittelt und korrigiert außerdem ein Ausfallen, das bei starker Belastung des Motors eintreten kann.

Claims (2)

1. Steuerschaltung für einen Schrittmotor (13) mit einem Regelkreis, der einen Vergleicher (15), welcher ein Fehlersignal aus der Differenz zwischen einem von der Position der Motorwelle abhängigen Istwert und einem vorgegebenen Sollwert bildet, einen vom Absolutwert des Fehlersignals angesteuerten spannungsgesteuerten Oszialltor VCO (20) und einen dem VCO (20) nachgeschalteten Steuerkreis (21, 22) zur impulsweisen Ansteuerung des Schrittmotors (13) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vergleicher (15) und VCO (20) ein Selektor (16) geschaltet ist, dem neben dem einen Fehlersignal ein weiteres, von einem weiteren Vergleicher (11) abgegebenes Fehlersignal zugeführt wird, wobei der Selektor (16) von den beiden Fehlersignalen dasjenige mit dem kleineren Absolutwert ausgibt und wobei das weitere Fehlersignal der Differenz des Istwertes und des Ausgangssignals eines Integrators (10) entspricht, an dessen Eingang zum einen das vom Selektor (16) ausgegebene Signal und zum anderen ein vom Fehlersignal abhängiges Rückstellsignal anliegen.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (10) ein sich nichtlinear mit dem weiteren Fehlersignal änderndes Rückführungssignal zugeführt wird.