DE4200607A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung eines elektromotors - Google Patents
Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung eines elektromotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Elektromotors, bei
denen ein Sollwert für die Drehzahl des Elektromotors
vorgegeben und in eine Wechselspannung mit einer dem
Sollwert proportionalen Frequenz zur Speisung des
Elektromotors umgesetzt werden.
Derartige Schaltungsanordnungen finden in vielfältigen
Ausführungsformen auf dem Gebiet der elektronischen
Antriebstechnik Anwendung und dienen zur Steuerung von
Wechsel-, Drehstrom- oder Schrittmotoren. Schrittmotore
werden insbesondere bei Präzisionsantrieben eingesetzt, mit
denen vorgegebene Drehzahlen exakt eingehalten und genaue
Positionierungen vorgenommen werden können.
Solche Präzisionsantriebe für Schrittmotore werden
beispielsweise auf dem Gebiet der Reproduktionstechnik in
Eingabe-Scannern zur punkt- und zeilenweisen Abtastung von
Vorlagen oder in Ausgabe-Scannern zur Aufzeichnung von
Informationen verwendet. Bei einem Eingabe-Scanner wird
ein Lichtstrahl mittels eines rotierenden Ablenksystems,
z. B. in Form eines Polygon-Spiegels, punkt- und zeilenweise
über eine Vorlage geführt, und das von der Vorlage
durchgelassene oder reflektierte Abtastlicht in einem
optoelektronischen Wandler in ein Bildsignal umgewandelt.
Bei einem Ausgabe-Scanner (Rekorder; Belichter) wird ein von
einem Bildsignal intensitätsmodulierter Lichtstrahl mittels
des rotierenden Ablenksystems punkt- und zeilenweise über
ein Aufzeichnungsmaterial geführt. Bei einem Flachbett-Gerät
sind Vorlage bzw. Aufzeichnungsmaterial auf einer ebenen
Halterung montiert, die sich während der zeilenweisen
Abtastung senkrecht zur Zeilenrichtung bewegt. Bei einem
Innentrommel-Gerät ist die Halterung für die Vorlage bzw.
das Aufzeichnungsmaterial als stationäre Halbschale oder
Mulde ausgebildet, während sich das Ablenksystem, welches
den Lichtstrahl senkrecht zur Längsachse der Halbschale
radial über die Halbschale führt, parallel zur Längsachse
bewegt.
Für eine gute Reproduktionsqualität ist es unter anderem
erforderlich, daß die durch den Lichtstrahl abgetasteten
Zeilen gerade und parallel zueinander verlaufen und daß die
Zeilenanfänge und Zeilenenden genau auf senkrecht zur
Zeilenrichtung verlaufenden Linien liegen.
Da sich schon geringe Geometriefehler störend bemerkbar
machen, müssen das Ablenksystem für den Lichtstrahl und die
Halterung für die Vorlage bzw. für das Aufzeichnungsmaterial
durch Präzisionsantriebe bewegt werden, wobei die
Ablenkbewegung des Lichtstrahls und die Transportbewegung
der Halterung für die Vorlage bzw. für das Aufzeichnungs
material zusätzlich miteinander synchronisiert werden
müssen, um die geforderte Genauigkeit einzuhalten.
Gelegentlich müssen auch noch Geschwindigkeitsabweichungen
aufgrund von Toleranzen und Fertigungsungenauigkeiten der
Antriebselemente korrigiert werden. Weiterhin müssen die
Präzisionsantriebe bei Ausgabe-Scannern so ausgelegt sein,
daß die Aufzeichnung im sogenannten Start/Stop-Betrieb
ansatzlos an demselben Ort des Aufzeichnungsmaterials
weitergeführt wird, an dem sie unterbrochen wurde. Ein
Ausgabe-Scanner muß beispielsweise dann im
Start/Stop-Betrieb betrieben werden, wenn nicht sichergestellt wird,
daß der zur Aufbereitung der Aufzeichnungsdaten vorhandene
Rechner, auch Raster-Image-Prozessor (RIP) genannt, die
Aufzeichnungsdaten zur Modulation des aufzeichnenden
Lichtstrahls während der Aufzeichnung nicht kontinuierlich
bereitstellen kann.
Eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Schrittmotors
ist beispielsweise aus der EP-B-02 28 475 bekannt, die aus
einem Taktgenerator, einer einstellbaren Frequenz-
Untersetzerstufe, einer Motor-Steuerstufe und einem
Motorverstärker besteht. Aus einer im Taktgeber erzeugten
Grund-Taktfolge mit konstanter Frequenz wird in der
Frequenz-Untersetzerstufe eine Motor-Taktfolge mit variabler
Motor-Frequenz erzeugt. Die Motor-Frequenz bestimmt die
Drehzahl bzw. die Schrittfrequenz des Schrittmotors in den
einzelnen Betriebs-Phasen, d. h. in der Hochlauf-Phase, der
Arbeits-Phase und in der Brems-Phase.
In der Motor-Steuerstufe werden, z. B. mit Hilfe eines
Ringzählers, aus der Motor-Taktfolge zyklisch
aufeinanderfolgende Schaltimpulse gewonnen, die dem
Motorverstärker zugeführt werden. Der Motorverstärker
besteht aus einer Gleichspannungsquelle, die zur Erzeugung
eines Drehfeldes zyklisch mit Hilfe durch die Schaltimpulse
betätigten Schalter an die Statorwicklungen des
Schrittmotors geschaltet wird (Vollschritt/Betrieb).
Die Vollschritt-Steuerung hat den Nachteil, daß bei
niedrigen und mittleren Schrittfrequenzen Motor- und
Lastresonanzen angeregt werden können, weil der Rotor des
Schrittmotors gemäß der Frequenz der Schaltimpulse
abwechselnd sehr schnell beschleunigt und abgebremst werden
muß. Solche Resonanzen würden bei einem Ausgabe-Scanner zu
ungleichmäßigen Transportgeschwindigkeiten für das
Aufzeichnungsmaterial und damit zur Verminderung der
Reproduktionsqualität führen.
Zur Verbesserung der Präzisionsantriebe ist es schon
bekannt, einen Schrittmotor in einem sogenannten
Mikroschritt-Betrieb zu betreiben, bei dem der Schrittmotor
durch zwei, um 90° zueinander phasenverschobenen
Wechselspannungen bzw. Phasenströmen beaufschlagt wird,
wodurch im Bereich niedriger Schrittfrequenzen resonanzfreie
und konstante Winkelgeschwindigkeiten erreicht werden.
Zur Drehzahleinstellung eines im Mikroschritt-Betrieb
arbeitenden Schrittmotors wird beispielsweise ein Zähler mit
einem Ladewert, welcher die Drehzahl des Schrittmotors
bestimmt, voreingestellt und durch eine Zähl-Taktfolge mit
konstanter Taktfrequenz heruntergezählt. Dieser Zähler gibt
jeweils beim Zählerstand "Null" einen Steuerimpuls ab, mit
dem ein Ringzähler inkrementiert wird. Die Ausgangswerte des
Ringzählers adressieren einen Speicher, in dem Sinus- und
Kosinus-Werte zur Generierung der beiden Wechselspannungen
bzw. Phasenströme abgelegt sind. Die aus dem Speicher
ausgelesenen digitalen Sinus- und Kosinus-Werte werden in
D/A-Wandlern in die Wechselspannungen bzw. Phasenströme
umgewandelt, die dann über Motorverstärker an den
Schrittmotor weitergegeben werden, wodurch der Schrittmotor
bei jedem vom Zähler abgegebenen Steuerimpuls einen
Mikroschritt ausführt, während die Mikroschritt-Frequenz dem
Kehrwert des Ladewertes für den Zähler proportional ist.
Da somit für eine hohe Auflösung der Geschwindigkeits
einstellung ein sehr großer Ladewert für den Zähler gewählt
werden muß, ist es erforderlich, eine Zähl-Taktfolge mit
einer sehr hohen Taktfrequenz zu verwenden, was in nach
teiliger Weise nur mit einem relativ hohen schaltungs
technischen Aufwand realisierbar ist.
Aus der EP-A-01 63 850 ist auch schon ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Synchronisieren der Transportbewegung einer
Halterung für ein Aufzeichnungsmaterial mit der Ablenk
bewegung eines Ablenksystems bei einem im Start/Stop-Betrieb
arbeitenden Ausgabe-Scanner bekannt, bei denen mit Hilfe von
Bezugssignalen zwei synchron ablaufende Vorgänge miteinander
korreliert werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines
Elektromotors so zu verbessern, daß eine qualitativ
hochwertige Motorsteuerung mit vergleichsweise geringem
technischem Aufwand realisiert wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild für eine
Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines
Elektromotors;
Fig. 2 eine grafische Darstellung der Ermittlung von
Korrekturwerten;
Fig. 3 eine weitere grafische Darstellung;
Fig. 4 eine andere grafische Darstellung;
Fig. 5 ein prinzipielles Blockschaltbild für eine
modifizierte Schaltungsanordnung zur Ansteuerung
eines Elektromotors und
Fig. 6 eine weitere grafische Darstellung zur Erläuterung
der Betriebsweise.
Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild für eine
Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Elektromotors,
vorzugsweise eines Schrittmotors, welcher im
Mikroschritt-Betrieb arbeitet.
Ein vorgebbarer Sollwert S wird über einen Programmiereingang
(1) an einen Akkumulator (2) gegeben, der aus einer
Addier-Stufe (3) und einem nachgeschalteten Speicherregister (4)
besteht. Der Ausgang des Speicherregisters (4) ist über eine
Leitung (5) auf die Addier-Stufe (3) zurückgekoppelt. Das
Speicherregister (4) wird von einer Mikroschritt-Taktfolge
TM mit einer Mikroschritt-Frequenz fM auf einer Leitung (6)
getaktet, die durch Frequenzteilung in einem Zähler (7) aus
einer System-Taktfolge TS mit einer konstanten
System-Frequenz fS gewonnen wird.
Der Sollwert S wird in dem Akkumulator (2) mit Hilfe der
Mikroschritt-Taktfolge TM laufend aufaddiert (akkumuliert)
bis der aufaddierte und im Speicherregister (4) zwischen
gespeicherte Wert überläuft, womit ein neuer
Aufadditions-Vorgang begonnen wird. Die zwischengespeicherten Werte
bilden das Ausgangssignal A des Akkumulators (2). Zur
Erzeugung von Mikroschritten wird das Ausgangssignal A über
eine Leitung (8) und eine weitere Addier-Stufe (9) an den
Adreß-Eingang (10) eines Funktionswert-Speichers (11)
gegeben, in dem mindestens ein Kurvenzug in Form von
digitalen Funktionswerten abgespeichert ist. Im
Ausführungsbeispiel sind in dem Funktionswert-Speicher (11)
Sinus- und Kosinus-Werte zur Generierung von Wechsel
spannungen abgelegt. Die gespeicherten
Sinus- und Kosinus-Werte werden durch das Ausgangssignal A des
Akkumulators (2) adressiert und über Daten-Ausgänge (12; 13)
des Funktionswert-Speichers (11) ausgegeben. Die aus
gegebenen Sinus- und Kosinus-Werte werden dann in
D/A-Wandlern (14; 15) in analoge Wechselspannungen W1 und W2 mit
der Ausgangs-Frequenz fd und mit einer gegenseitigen
Phasenverschiebung von 90° umgewandelt, mit denen ein
Schrittmotor (16) über Motor-Verstärker (17; 18) zur
Erzeugung eines Drehfeldes mit der Drehfeld-Frequenz fd
gespeist wird.
Die maximale Anzahl der Mikroschritte pro Drehfeld ist durch
die Bitbreite des Akkumulators (2) vorgegeben. Die
Ausgangs-Frequenz fd ergibt sich aus dem vorgegebenen
Sollwert S, der Mikroschritt-Frequenz fM und der Bitbreite
U des Akkumulators (2) gemäß Gleichung (1):
Um eine hohe Genauigkeit bei der Generierung der Kurvenform
zu gewährleisten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die
Mikroschritt-Frequenz fM wesentlich höher als die
Ausgangs-Frequenz fd zu wählen.
Die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors (16) läßt sich
somit über den Sollwert S und/oder die Mikroschritt-Frequenz
fM steuern. Ein für den Betrieb eines Schrittmotors in einer
Beschleunigungs-, Arbeits- und Brems-Phase erforderlicher
zeitabhängiger Sollwert S wird beispielsweise in einem
sogenannten Rampen-Generator erzeugt, der in der Fig. 1
nicht dargestellt ist.
Der Akkumulator (2) in Verbindung mit dem
Funktionswert-Speicher (11) bildet der Wirkungsweise nach einen numerisch
gesteuerten Oszillator (NCO), in dem ein numerischer Wert,
im vorliegenden Fall der Sollwert S, in mindestens eine
oszillierende Spannung, im vorliegenden Fall in die
phasenverschobenen Wechselspannungen W1 und W2, umgewandelt
wird.
Es hat sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, in der
vorliegenden Schaltungsanordnung den Akkumulator (2) und den
Funktionswert-Speicher (11) durch einen handelsüblichen
NCO-Baustein, beispielsweise aus einem 32-Bit CMOS NCO vom
Typ STEL-1172B der Firma Stanford Telecom, zu realisieren.
Da solche NCO-Bausteine mit einer Bitbreite von 32 Bit und
mehr zur Verfügung stehen und problemlos mit sehr hohen
Taktfrequenzen betrieben werden können, lassen sich mit der
vorliegenden Schaltungsanordnung hohe
Mikroschnitt-Frequenzen mit hoher Auflösung realisieren und damit präzise
Drehgeschwindigkeitseinstellungen an einem Schrittmotor
vornehmen, wie sie beispielsweise in der Reproduktions
technik beim Transport des Aufzeichnungsmaterials in
Ausgabe-Scannern (Rekordern; Belichtern) erforderlich sind.
Da Toleranzen und Fertigungsungenauigkeiten des Schritt
motors und der mechanischen Antriebskomponenten Einfluß auf
die Genauigkeit der Transportgeschwindigkeit des Auf
zeichnungsmaterials, welche letztlich die Aufzeichnungs
qualität bestimmt, haben, kommt es in der Praxis darauf an,
nicht nur für einen exakten Antrieb des Schrittmotors zu
sorgen, sondern auch gleichzeitig die durch Toleranzen und
Fertigungsungenauigkeiten verursachten Geschwindigkeits
fehler zu korrigieren.
Die vorliegende, mit einem numerisch gesteuerten Oszillator
aufgebaute Schaltungsanordnung ist in besonderer Weise dafür
geeignet, die erforderlichen Geschwindigkeitskorrekturen mit
wenig Aufwand und dennoch genau durchzuführen.
Zur Korrektur von Durchmesser-Toleranzen einer Antriebswalze
in einem Ausgabe-Scanner kann beispielsweise in einem
Probelauf ein Aufzeichnungsmaterial für einen definierten
Zeitraum mit einer berechneten Transportgeschwindigkeit
belichtet werden. Nach dem Probelauf wird das belichtete
Aufzeichnungsmaterial dichtemäßig ausgemessen und aus den
ausgemessenen Dichtewerten und der Intensität des
belichtenden Lichtstrahls die während des Probelaufes
tatsächlich vorhandene Transportgeschwindigkeit ermittelt.
Aufgrund dieser meßtechnischen Erfassung kann anschließend
ein Geschwindigkeits-Korrekturwert KS aus dem vorgegebenen
Sollwert S, aus der Abweichung und der Sollstrecke gemäß
Gleichung (2) berechnet werden, welche vorzeichenrichtig zu
dem vorgegebenen Sollwert S addiert wird, um durch die
Antriebswalze bedingte Fehler durch eine Geschwindigkeits
korrektur zu kompensieren.
Ebenso können in vorteilhafter Weise durch den Schrittmotor
und durch das Getriebe bedingte Geschwindigkeitsfehler
korrigiert werden, indem das Ausgangssignal A des
Akkumulators (2) vor der Adressierung des Funktionswert-
Speichers (11) durch Addition von Korrekturwerten K in der
Addier-Stufe (9) korrigiert wird, wodurch eine entsprechende
Adressen-Korrektur für den Funktionswert-Speicher (11)
vorgenommen wird.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind hierfür in einem
ersten Korrekturwert-Speicher (19) Motor-Korrekturwerte KM
für eine Motorfehler-Korrektur und in einem zweiten
Korrekturwert-Speicher (20) Getriebe-Korrekturwerte KG für
eine entsprechende Getriebefehler-Korrektur abgelegt.
Die Korrekturwerte KM und KG werden synchron mit der
Generierung des Ausgangssignals A im Akkumulator (2) aus den
Korrekturwert-Speichern (19; 20) ausgelesen, in einer
weiteren Addier-Stufe (21) zu Korrekturwerten K
zusammengefaßt und an die Addier-Stufe (9) weitergeleitet.
Zur Adressierung der Korrekturwert-Speicher (19; 20) wird
das Ausgangssignal A des Akkumulators (2) über eine Leitung
(22) jeweils an die ersten Eingänge (23; 24) von
Adreß-Steuerwerken (25; 26) gegeben und dort in entsprechende
Adressen zur Adressierung der Korrekturwert-Speichern
(19; 20) umgesetzt.
Bei der Verwendung von Schrittmotoren werden mehrere
Drehfelder pro Motorumdrehung benötigt. Ebenso werden bei
Benutzung eines Getriebes mehrere Motorumdrehungen pro
Getriebeumdrehung durchgeführt. Daher ist es in diesen
Fällen notwendig, eine entsprechende Korrektur über mehrere
Drehfelder vorzunehmen. Dazu sind in der Schaltungsanordnung
nach Fig. 1 ein erster und ein zweiter Drehfeld-Zähler (27;
28) vorgesehen, in denen jeweils die Drehfeld-Information
(Akkumulatorüberlauf) gezählt wird, die aus dem Ausgangs
signal A auf der Leitung (22) gewonnen wird. Der erste
Drehfeld-Zähler (27) wird von einer Motor-Nullmarke auf
einer Leitung (29) und der zweite Drehfeld-Zähler (28) von
einer Getriebe-Nullmarke auf einer Leitung (30) rückgesetzt.
Die Nullmarken signalisieren jeweils bestimmte Winkel
stellungen des Motors bzw. des Getriebes und werden in nicht
dargestellten Markengebern erzeugt, die mit dem Motor bzw.
dem Getriebe gekoppelt sind. Die Ausgangsimpulse der
Drehfeld-Zähler (27; 28) werden über Leitungen (31; 32)
jeweils an zweite Eingänge (33; 34) der Adreß-Steuerwerke
(25; 26) gegeben und dort zusammen mit den Signalwerten des
Ausgangssignals A zur Adressierung der
Korrekturwert-Speicher (19; 20) herangezogen.
Die getrennte Ermittlung von Korrekturwerten zur Kompen
sation von Motor-Fehlern und Getriebe-Fehlern und die
getrennte Durchführung der Korrektur hat den Vorteil, daß
eine entsprechende Korrektur bei jedem Getriebe-Über
rollfaktor möglich ist. Selbstverständlich kann bei Bedarf
auch nur einer der Korrekturwert-Speicher (19; 20) aktiviert
und zur Korrektur herangezogen werden.
Zur Ermittlung der Motor-Korrekturwerte KM für eine
Motorfehler-Korrektur werden zunächst die Motorfehler
gemessen, indem der Schrittmotor mit einer konstanten
Drehfeld-Frequenz angesteuert und der zurückgelegte
Motor-Drehwinkel R mit einem sehr genauen Drehwinkelgeber gemessen
wird, wobei die Messungen in zweckmäßiger Weise über eine
ganze Motordrehung durchgeführt wird. In Abhängigkeit von
der jeweiligen Bauart des Schrittmotors wird dafür eine
unterschiedliche Anzahl von Drehfeldern erzeugt.
Die Ermittlung der Motor-Korrekturwerte KM erfolgt aus der
Abweichung vom jeweiligen Sollwert des Motor-Drehwinkels R.
Zur Veranschaulichung zeigt Fig. 2 in einem Koordinaten
system beispielhaft den tatsächlichen Verlauf (35) und den
idealen, linearen Verlauf (36) des Motor-Drehwinkels R im
Bereich von 0-360° in Abhängigkeit von den Drehfeldern
über eine ganze Motordrehung, wobei eine Dauer von vier
Drehfeldern pro Umdrehung angenommen wird. Fig. 3 zeigt den
Verlauf gemäß Fig. 2 für den Bereich um den Ursprung des
Koordinatensystems in einer Vergrößerung. Da die Drehfelder
des Schrittmotors einen bestimmten Adressenumfang des
Funktionswert-Speichers (11) entsprechen, sind in Fig. 3 auf
der Abszisse die entsprechenden Adressen aufgetragen.
Bei einer Adresse A1 ergibt sich aus dem linearen Verlauf
(36) ein Motor- Drehwinkel R1 als Drehwinkel-Sollwert,
während der reale Verlauf (35) zu einem Motordrehwinkel R2
als Drehwinkel-Istwert führt. Um den tatsächlichen
Drehwinkel-Sollwert zu erreichen, muß also eine korrigierte
Adresse A2 verwendet werden.
Zur Linearisierung des realen Verlaufes (35) ist es
erforderlich, eine Umkehrfunktion (37) zu berechnen, deren
Verlauf in Fig. 4 dargestellt ist. Die Motor-Korrekturwerte
KM, die zu einer entsprechenden Adressenkorrektur bei der
Adressierung des Funktionswert-Speichers (11) erforderlich
sind, ergeben sich dabei aus der Umkehrfunktion (37) als
Differenzwerte zwischen den Adressen A1 und A2.
Das Verfahren zur Ermittlung der Motor-Korrekturwerte KM
läßt sich grundsätzlich in gleicher Weise auch zur
Berechnung der Getriebe-Korrekturwerte KG verwenden. Hierbei
ist es insbesondere zweckmäßig, zuvor die
Motorfehler-Korrektur durchzuführen und die Getriebe-Charakteristik über
eine vollständige Getriebeumdrehung zu messen.
Fig. 5 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel für eine
Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Elektromotors.
Die modifizierte Schaltungsanordnung ist gegenüber der in
Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung um eine
Takt-Steuerung (38) erweitert, mit der in vorteilhafter Weise ein
Start/Stop-Betrieb bei einem Ausgabe-Scanner mit hoher
Genauigkeit realisiert werden kann.
Ein Ausgabe-Scanner muß dann im Start/Stop-Betrieb arbeiten,
wenn der Raster-Image-Prozessor (RIP) bei einer hohen
Aufzeichnungsgeschwindigkeit die zur Lichtstrahl-Modulation
benötigten Aufzeichnungsdaten langsamer bereitstellt als es
für eine kontinuierliche Aufzeichnung erforderlich wäre.
Wenn in diesem Fall die Aufzeichnungsdaten nicht mit der
entsprechenden Geschwindigkeit angeliefert werden können,
gibt der Raster-Image-Prozessor einen Stop-Befehl an die
Motorsteuerung, diejenige Zeile, die zum Zeitpunkt des
Start/Stop-Befehls gerade aufgezeichnet wird, wird bis zum
Ende aufgezeichnet und dann die Transportbewegung des
Aufzeichnungsmaterials bis zum Stillstand abgebremst.
Aufgrund der Massenträgheit benötigt der Abbremsvorgang eine
bestimmte Zeit, in der sich das Aufzeichnungsmaterial über
das Aufzeichnungs-Ende weiterbewegt, so daß ohne geeignete
Maßnahme keine ansatzlose Aufzeichnung erfolgen kann. Bei
Unterbrechung der Aufzeichnung muß das Aufzeichnungsmaterial
daher über das Aufzeichnungs-Ende hinaus entgegen der
eigentlichen Transportrichtung in eine Wartestellung bewegt
werden, aus der es bei Fortsetzung der Aufzeichnung wieder
in Transportrichtung beschleunigt wird, bis an dem
Aufzeichnungs-Ende die Sollgeschwindigkeit erreicht ist und
die Aufzeichnung ansatzlos fortgesetzt werden kann.
Um eine nahtlose Aufzeichnung bei einer Aufzeichnungs
unterbrechung zu erreichen, müssen außerdem die
Ablenkbewegung des Lichtstrahls und die Transportbewegung
des Aufzeichnungsmaterials miteinander synchronisiert
werden. Zur Synchronisierung werden Bezugs-Impulse, auch
Flächenimpulse genannt, benötigt, die jeweils den Beginn
einer Zeile signalisieren. Solche Bezugs-Impulse können
beispielsweise mittels eines optoelektronischen Sensors
erzeugt werden, der jeweils dann, wenn er vom abgelenkten
Lichtstrahl getroffen wird, einen Bezugs-Impuls erzeugt.
Diese Bezugs-Impulse treten als Folge von Gleichlauf
schwankungen des Ablenksystems asynchron zu den in der
Motorsteuerung gewonnenen Mikroschritt-Takten auf. Hieraus
resultiert ein Synchronisationsfehler, der maximal die
Periodendauer der Mikroschritt-Frequenz fM erreichen kann.
Aufgrund dieser ungenauen Synchronisation treten bei einer
Aufzeichnungs-Unterbrechung störende Lücken in der
Aufzeichnung auf, welche die Qualität erheblich mindern.
Zur Reduzierung von Synchronisationsfehlern ist in der
Schaltungsanordnung nach Fig. 5 die Takt-Steuerschaltung
(38) vorgesehen, mittels der solche Aufzeichnungslücken in
vorteilhafter Weise nahezu ganz vermieden werden können oder
zumindest so verkleinert werden, daß sie nicht mehr
wahrnehmbar sind.
Diese Takt-Steuerschaltung (38) besteht aus einem ladbaren
Start/Stop-Zähler (39), einem Speicherregister (40) und
einer Ablauf-Steuerung (41). Im Start/Stop-Zähler (39) wird
die System-Taktfolge TS mit der System-Frequenz fS auf die
benötigte Motorschritt-Taktfolge TM mit der
Mikroschritt-Frequenz fM heruntergeteilt und dem Akkumulator (2) über die
Leitung (6) zugeführt, wobei die System-Frequenz fS deutlich
größer als die Mikroschritt-Frequenz fM gewählt ist. Mit
Hilfe des Speicherregisters (40) wird jeweils der
Zählerstand ZS des Start/Stop-Zählers (39) zum Zeitpunkt
eines Bezugs-Impulses festgestellt und über eine Leitung
(42) an die Ablauf-Steuerung (41) weitergegeben. Die
Bezugs-Impulse werden dem Speicherregister (40) über eine Leitung
(43) zugeführt. Der Zählerstand ZS entspricht jeweils der
Anzahl der gezählten Takte der System-Taktfolge TS zum
Zeitpunkt der Bezugs-Impulse. In der Ablauf-Steuerung (41)
wird die Anzahl ZM der erfolgten Mikroschritt-Takte zu
bestimmten Zeitpunkten gezählt sowie Vorladewerte V und
Rücksetz-Impulse für den Start/Stop-Zähler (39) generiert.
Zum Zählen der Anzahl ZM von Mikroschritt-Takten wird der
Ablauf-Steuerung (41) die Mikroschritt-Taktfolge TM über
eine Leitung (44) zugeführt. Die Vorladewerte V und
Rücksetz-Impulse gelangen über Leitungen (45; 46) an den
Start/Stop-Zähler (39).
Der zeitliche Funktionsablauf beim Start/Stop-Betrieb wird
anhand der Fig. 6 näher erläutert.
Fig. 6 zeigt in einem Koordinaten-System die Transport
geschwindigkeit v des Aufzeichnungsmaterials bzw. die
Geschwindigkeit des Schrittmotors als Funktion der Zeit t
und außerdem die zeitliche Zuordnung der Bezugs-Impulse (BI)
und der Mikroschritt-Takte (MT) zu dem Geschwindigkeits
verlauf. Es sind außerdem Aufzeichnungszeiträume (47) als
schraffierte Flächen sowie ein dazwischen liegender
aufzeichnungsfreier Raum dargestellt.
Aufgrund eines Stop-Befehls des Raster-Image-Prozessors
wird zunächst die momentane Zeile bis zum Ende
aufgezeichnet. Nach dem Stop-Befehl tritt ein erster
Bezugs-Impuls zum Zeitpunkt t1 auf. Mit dem ersten
Mikroschritt-Takt zum Zeitpunkt t2, der nach dem ersten Bezugs-Impuls
auftritt, wird die rampenförmige Abbremsung (48) des
Aufzeichnungsmaterials bis zum Stillstand zum Zeitpunkt t3
begonnen. Die Zeitdifferenz Δ t1 = t2-t1 zwischen dem
ersten Bezugs-Impuls und dem ersten Mikroschritt-Takt ergibt
sich nach Gleichung (3) aus der im Start/Stop-Zähler (39)
gezählten Anzahl ZS1 von Takten der System-Taktfolge TS und
der System-Frequenz fS wie folgt:
Nachdem das Aufzeichnungsmaterial im Zeitpunkt t3 zum
Stillstand gekommen ist, wird die Zeitdifferenz Δ t2 zum
zweiten Bezugs-Impuls ermittelt, der zum Zeitpunkt t4
erscheint. Diese Zeitdifferenz Δ t2 = t4-t3 ergibt sich
gemäß Gleichung (4) aus der Anzahl ZM1 von
Mikroschritt-Takten zum Zeitpunkt t3, der Anzahl ZS2 von gezählten Takten
der System-Taktfolge TS, der System-Frequenz fS und dem
Teilungsfaktor Q wie folgt:
Nach Ablauf einer Einschwingzeit zur Systemberuhigung wird
der Start/Stop-Zähler (39) angehalten und über die Leitung
(45) mit einem in der Ablauf-Steuerung (41) berechneten
Zeitwert als Vorladewert V geladen, der sich nach Gleichung
(5) aus den Zeitdifferenzen Δ t1und Δt 2 sowie aus der
System-Frequenz fS wie folgt ergibt:
V = (Δ t₁ + Δ t₂) fS = V₁ + ZM2 (5)
Durch die nach Gleichung (5) durchgeführte Addition kann
sich ein Wert ergeben, der größer als der maximal ladbare
Zählerwert ist. Daher wird mit dem nach der Einschwingzeit
auftretenden Bezugs-Impuls zum Zeitpunkt t5 der mit dem
Restwert V1 aus Gleichung (5) geladene Start/Stop-Zähler
(39) gestartet und in der Ablauf-Steuerung (41) die Anzahl
von Mikroschritt-Takten ZM2 abgewartet, die dem Übertrag aus
Gleichung (5) entsprechen.
Dadurch wird nach der Zeitdifferenz Δ t3 = Δ t1 + Δ t2 zum
Zeitpunkt t6 eine rampenförmige Rückwärtsbeschleunigung (49)
des Aufzeichnungsmaterials vom Stillstand auf die
Geschwindigkeit -v entgegen der Transportrichtung beim
Aufzeichnen eingeleitet. Da die Brems-Rampe (48) während der
Vorwärtsbewegung des Aufzeichnungsmaterials und die
Beschleunigungs-Rampe (49) während der Rückwärtsbewegung
gleich lang gewählt sind, ist es gewährleistet, daß das Ende
der Beschleunigungs-Rampe (49) zum Zeitpunkt t7 exakt mit
einem Bezugs-Impuls zusammenfällt.
Nach Ende der Rückwärts-Beschleunigung zum Zeitpunkt t7 wird
das Aufzeichnungsmaterial mit konstanter Geschwindigkeit -v
über das Aufzeichnungs-Ende bei der Aufzeichnungs-
Unterbrechung hinaus bewegt und zum Zeitpunkt t8 die
Abbremsung nach der Brems-Rampe (48′) eingeleitet, die zum
Zeitpunkt t9 in einer Wartestellung beendet ist. Der vom
Aufzeichnungs-Ende bis zur Wartestellung zurückgelegte Rück-
Fahrweg entspricht einer ganzen Anzahl von Mikroschritten,
die während des Rück-Fahrweges gezählt und gespeichert
werden. Danach wird die Zeitdifferenz Δt4 vom Erreichen der
Wartestellung zum Zeitpunkt t9 bis zum Auftreten eines
Bezugs-Impulses zum Zeitpunkt t10 ermittelt. Diese
Zeitdifferenz Δ t4 ergibt sich nach Gleichung (6) aus der
gezählten Anzahl ZS3 von Takten der System-Taktfolge TS, der
gezählten Anzahl ZM₃ von Mikroschritt-Takten, der System-
Frequenz fS und dem Teilefaktor Q wie folgt:
Nach Ablauf einer Ausschwingzeit nach der Abbremsung wird
der Start/Stop-Zähler (39) erneut angehalten und mit einem
neuen Vorladewert V geladen, der nach Gleichung (7) aus
den Zeitdifferenzen Δ t1 und Δ t4 sowie der
System-Frequenz fS wie folgt ermittelt wird:
V = (Δ t₁ + Δ t₄) fS = ZM4 + V₂ (7)
Durch die nach Gleichung (7) durchgeführte Addition kann
sich ein Wert ergeben, der größer als der maximal ladbare
Zählerwert ist. Nach einem Start-Befehl vom
Raster-Image-Prozessor wird mit dem nach der Einschwingzeit auftretenden
Bezugs-Impuls zum Zeitpunkt t11 der mit dem Restwert V2 aus
Gleichung (7) geladene Start/Stop-Zähler (39) gestartet und
in der Ablauf-Steuerung (41) die Anzahl von
Mikroschritt-Takten ZM4 abgewartet, die dem Übertrag aus Gleichung (7)
entsprechen. Dadurch wird nach Ablauf der Zeitdifferenz
Δ t5 = Δ t1 + Δ t4 zum Zeitpunkt t12 das Aufzeichnungs
material nach einer Beschleunigungs-Rampe (49′) auf die
Transportgeschwindigkeit +v beschleunigt, welche zum
Zeitpunkt t13 erreicht ist. Nach Ende der Beschleunigung
wird das Aufzeichnungsmaterial mit der Transport
geschwindigkeit +v um einen Vor-Fahrweg, der dem Rück-
Fahrweg entspricht, bewegt. Nach dem Vor-Fahrweg ist
synchron mit einem weiteren Bezugs-Impuls genau diejenige
Position des Aufzeichnungsmaterials erreicht, an der zuvor
der Stop-Befehl bei Aufzeichnungs-Unterbrechung aufgetreten
ist, womit in vorteilhafter Weise sichergestellt ist, daß
nur ein vernachlässigbarer Synchronisationsfehler auftritt
und dadurch die Aufzeichnung ansatzlos fortgesetzt werden
kann.
Claims (27)
1. Verfahren zur Steuerung eines Synchronmotors, insbesondere
eines Schrittmotors, mit einer Wechselspannung, bei dem
- - ein der gewünschten Frequenz (fd) der Wechselspannung bzw. der Geschwindigkeit des Synchronmotors (16) proportionaler Sollwert (S) vorgegeben wird,
- - der vorgegebene Sollwert (S) in einem Akkumulator (2) mit Hilfe einer Mikroschritt-Taktfolge (TM) laufend aufaddiert (akkumuliert) wird,
- - die aufaddierten Signalwerte (A) des Akkumulators (2) zur Adressierung eines Funktionswert-Speichers (11) verwendet werden, in dem mindestens eine Wechselspannung darstellende Funktionswerte abgespeichert sind,
- - die adressierten Funktionswerte aus dem Funktionswert-Speicher (11) ausgelesen und in mindestens eine Wechselspannung (W1; W2) mit der dem Sollwert (S) entsprechenden Frequenz (fd) umgewandelt werden und
- - die Wechselspannung (W1; W2) dem Synchronmotor (16) zur Erzeu gung eines Drehfeldes zugeführt werden, wobei die Frequenz (fd) der Wechselspannung (W1; W2) die Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors (16) bestimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mikroschritt-Taktfolge (TM) durch Frequenzteilung in einem
Zähler (Z) aus einer System-Taktfolge (TS) gewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenz (fm) der Mikroschritt-Taktfolge (TM) wesentlich
größer als die maximale Frequenz (fd) der Wechselspannung
(W1;W2) gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Aufaddition der Sollwerte (S) und zur Gene
rierung der Wechselspannung ( W1; W2) ein numerisch
gesteuerter Oszillator (NCO) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der
Synchronmotor (16) mit einer Antriebswalze gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation von Geschwin
digkeitsfehlern aufgrund von Durchmessertoleranzen der An
triebswalze Geschwindigkeit-Korrekturwerte (KS) ermittelt und
dem vorgegebenen Sollwert (S) vorzeichenrichtig hinzuaddiert
werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, das zur Kompensation von Geschwindigkeitsfehlern
aufgrund von Fehlern des Synchronmotors (16)
- - Motor-Korrekturwerte (KM) ermittelt und in einer Korrekturwert-Speichereinrichtung (19; 25) gespeichert werden,
- - die gespeicherten Motor-Korrekturwerte (KM) durch die Signal werte (A) des Akkumulators (2) adressiert und aus der Korrek turwert-Speichereinrichtung (19; 25) ausgelesen werden und
- - die ausgelesenen Motor-Korrekturwerte (KM) den Signalwerten (A) des Akkumulators (2) vor Adressierung des Funktionswert- Speichers (11) vorzeichenrichtig hinzuaddiert werden, um die Adressen des Funktionswert-Speichers (11) zu korrigieren.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er
mittlung der Motor-Korrekturwerte (KM)
- - die Motorfehler durch Messen des zurückgelegten Drehwinkels des Synchronmotors (16) über mindestens ein Drehfeld bzw. über einen dem Drehfeld entsprechenden Adressenbereich des Funktionswert-Speichers (11) festgestellt werden und
- - die Abweichungen des gemessenen Drehwinkels von einem Soll-Verlauf (36) festgestellt und aus den Abweichungen die Motor-Korrekturwerte (KM) zur Korrektur der Adressen des Funktionswert-Speichers (11) gewonnen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der
Synchronmotor (16) an ein Getriebe gekoppelt ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Kompensation von Geschwindigkeitsfehlern
aufgrund von Fehlern des Getriebes
- - Getriebe-Korrekturwerte (KG) ermittelt und in einer Korrektur wert-Speichereinrichtung (20; 26) gespeichert werden,
- - die gespeicherten Getriebe-Korrekturwerte (KG) durch die Sig nalwerte (A) des Akkumulators (2) adressiert und aus der Korrekturwert-Speichereinrichtung (20; 26) ausgelesen werden und
- - die ausgelesenen Getriebe-Korrekturwerte (KG) den Signalwerten (A) des Akkumulators (2) vor Adressierung des Funktionswert- Speichers (11) vorzeichenrichtig hinzuaddiert werden, um die Adressen des Funktionswert-Speichers (11) zu korrigieren.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kompensation der Motor-Fehler über mehrere Drehfelder des
Synchronmotors (16) vorgenommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Drehfelder des Synchronmotors (16) durch Zählen der Signalwerte (A) des Akkumulators (2) in einem ersten Drehfeld-Zähler (27) festgestellt werden,
- - der erste Drehfeld-Zähler (27) laufend von einem eine bestimm te Winkelstellung des Synchronmotors (16) signalisierenden Nullmarken-Impuls zurückgesetzt wird und
- - die Ausgangssignalwerte des ersten Drehfeld-Zählers (27) zu sammen mit den Signalwerten (A) des Akkumulators (2) zur Adressierung der Korrekturwert-Speichereinrichtung (19; 25) für die Motor-Korrektur (KM) herangezogen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kompensation der Getriebe-Fehler über mehrere Drehfelder des
Synchronmotors (16) vorgenommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Drehfelder des Synchronmotors (16) durch Zählen der Signalwerte (A) des Akkumulators (2) in einen zweiten Drehfeld-Zähler (28) festgestellt werden,
- - der zweite Drehfeld-Zähler (28) laufend von einem eine be stimmte Winkelstellung des Getriebes signalisierenden Null marken-Impuls zurückgesetzt wird und
- - die Ausgangssignalwerte des zweiten Drehfeld-Zählers (28) zu sammen mit den Signalwerten (A) des Akkumulators (2) zur Adressierung der Korrekturwert-Speichereinrichtung (20; 26) für die Getriebe-Korrekturwerte (KG) herangezogen werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur genauen Positionierung des
Synchronmotors (16) der Zähler (7) als Start/Stop-Zähler (39)
ausgebildet ist, welcher mit berechneten Vorladewerten (V) ge
laden und durch Rücksetz-Impulse zurückgesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frequenz (fS) der System-Taktfolge (TS) wesentlich größer als
die Frequenz (fM) der im Start/Stop-Zähler (39) geteilten
Mikroschritt-Taktfolge (TM) gewählt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
jeweilige Anzahl (ZS) von Takten der System-Taktfolge (TS) zu
durch Bezugs-Impulse definierten Zeitpunkten mittels eines
Speicherregisters (40) festgestellt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Verfahren in einem Aufzeichnungsgerät
(Recorder; Belichter) zur Durchführung eines
Start/Stop-Betriebes verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16 zur Durchführung eines
Start/Stop-Betriebes bei einem Aufzeichnungsgerät, in dem Aufzeichnungs
daten einen zeilenweise über ein Aufzeichnungsmaterial abge
lenkten Aufzeichnungsstrahl modulieren, wobei jeder Zeilenbe
ginn durch einen Bezugs-Impuls markiert wird, und in dem das
Aufzeichnungsmaterial senkrecht zur Zeilenrichtung durch
einen Synchronmotor transportiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Synchronisation der Ablenkbewegung des Aufzeichnungs
materials mit der Transportbewegung des Aufzeichnungsmate
rials bei Fortsetzung der Aufzeichnung nach einer Aufzeich
nungsunterbrechung
- - eine erste Zeitdifferenz (t1) zwischen dem ersten Bezugs-Impuls (Zeitpunkt t1) nach der Aufzeichnungsunter brechung und dem ersten Mikroschritt-Takt (Zeitpunkt t2) nach dem ersten Bezugs-Impuls festgestellt wird,
- - der Synchronmotor (16), beginnend mit dem ersten Mikroschritt-Takt (Zeitpunkt t2), durch Änderung des Sollwertes (S) von der Transportgeschwindigkeit (+v) bis zum Stillstand (Zeitpunkt t3) innerhalb eines definierten Zeitintervalles nach einer Brems-Rampe (48) abgebremst wird,
- - eine zweite Zeitdifferenz (t2) zwischen dem Zeitpunkt (t3) des Stillstandes bis zum Auftreten eines weiteren Bezugs-Impulses (Zeitpunkt t4) festgestellt wird,
- - eine dritte Zeitdifferenz (t3) durch Addition der ermittel ten ersten und zweiten-Zeitdifferenzen (t1; t2) gebildet wird,
- - um die dritte Zeitdifferenz (t3) vom Zeitpunkt (t5) des Auftretens eines weiteren Bezugs-Impulses nach einer Beruhigungszeit für den Synchronmotor (16) verzögert der Synchronmotor (16) durch Änderung des Sollwertes (S) vom Stillstand (Zeitpunkt t6) innerhalb des definierten Zeitintervalls nach einer Beschleunigungs-Rampe (49) entgegen der Transportrichtung auf die Transportgeschwindigkeit (-v) beschleunigt wird,
- - der Synchronmotor (16) um eine vorherbestimmte Wegstrecke mit der Transportgeschwindigkeit (-v) entgegen der Transportrichtung bewegt und dann durch Änderung des Sollwertes (S) von der Transportgeschwindigkeit (-v) bis zum Stillstand (Zeitpunkt t9) in einer Wartestellung innerhalb des definierten Zeitintervalles nach der Brems-Rampe (48) abgebremst wird,
- - eine vierte Zeitdifferenz (t4) zwischen dem Zeitpunkt (t9) des Stillstandes und dem Zeitpunkt (t10) des Auftretens eines weiteren Bezugs-Impulses festgestellt wird,
- - eine fünfte Zeitdifferenz (t5) durch Addition der ersten und dritten Zeitdifferenzen (t1; t3) gebildet wird,
- - um die fünfte Zeitdifferenz (t5) vom Zeitpunkt (t11) des Auftretens eines weiteren Bezugs-Impulses nach einer Beruhigungszeit für den Synchronmotor (16) verzögert der Synchronmotor (16) durch Änderung des Sollwertes (S) vom Stillstand (Zeitpunkt t12) in der Warteposition inner halb des definierten Zeilenintervalles nach einer Beschleunigungs-Rampe (49) auf die Transportgeschwindigkeit (+v) in Transportrichtung beschleunigt und um die vorher bestimmte Wegstrecke bewegt wird und dann mit dem nächsten Bezugs-Impuls nach Zurücklegen der Wegstrecke die Aufzeichnung fortgesetzt wird.
18. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Synchronmotors mit
einer Wechselspannung, bestehend aus
- - einem Akkumulator (2) zur Aufaddition (Akkumulation) eines der gewünschten Frequenzen (fd) der Wechselspannung proportionalen Sollwertes (S) mit Hilfe einer Mikroschritt-Taktfolge (TM)
- - einem Funktionswertspeicher (11) zur Speicherung von die Wechselspannung darstellenden Funktionswerten, dessen Adressen-Eingang an den Ausgang des Akkumulators (2) ange schlossen ist,
- - mit dem Datenausgang des Funktionswert-Speichers (11) ver bundenen D/A-Wandlern (14; 15) zur Umwandlung der aus dem Funktionswert-Speicher (11) ausgelesenen Funktionswerte in mindestens eine Wechselspannung (W1; W2) und aus
- - einem an die D/A-Wandler (14; 15) angeschlossenen Synchronmotor (16).
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch
einen an den Akkumulator (2) angeschlossenen Zähler (7) zur
Gewinnung der Mikroschritt-Taktfolge (TM) aus einer
System-Taktfolge (TS) durch Frequenzteilung.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Akkumulator (2) und der
Funktionswert-Speicher (11) aus einem numerisch gesteuerten Oszillator (NCO)
aufgebaut ist.
21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
gekennzeichnet durch
- - eine Korrekturwert-Speichereinrichtung (19; 25) zur Ablage von Motor-Korrekturwerten (KM) deren Adresseneingang mit dem Aus gang des Akkumulators (2) in Verbindung steht und
- - einer zwischen Akkumulator (2) und Funktionswert-Speicher (11) angeordneten Addier-Stufe (9), die mit dem Ausgang des Akkumu lators (2), dem Datenausgang der Korrekturwert-Speicherein richtung (19; 25) und mit dem Adresseneingang des Funktions wert-Speichers (11) in Verbindung steht.
22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 21,
gekennzeichnet durch eine weitere Korrekturwert-Speicher
einrichtung (20; 26) zur Ablage von Getriebe-Korrekturwerten
(KG), deren Adresseneingang mit dem Ausgang des Akkumulators
(2) und dessen Datenausgang mit einer Addier-Einrichtung
(9; 21) verbunden sind.
23. Schaltungsanordnung nach einer der Ansprüche 18 bis 21,
gekennzeichnet durch einen ersten Drehfeld-Zähler (27) zur
Feststellung der Drehfelder des Synchronmotors (16) dessen
Eingang mit dem Ausgang des Akkumulators (2) und dessen
Ausgang mit dem Eingang der Korrekturwert-Speichereinrichtung
(19; 25) für die Motor-Korrekturwerte (KM) verbunden sind und
dessen Rücksetzeingang mit einem Nullmarken-Impuls des
Synchronmotors (16) beaufschlagbar ist.
24. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 23,
gekennzeichnet durch einen zweiten Drehfeld-Zähler (28),
dessen Eingang mit dem Ausgang des Akkumulators (2) und
dessen Ausgang mit dem Eingang der Korrekturwert-Speicher
einrichtung (20; 26) für die Getriebe-Korrekturwerte (K6)
verbunden sind und dessen Rücksetzeingang mit einem
Nullmarken-Impuls des Getriebes beaufschlagbar sind.
25. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (Z) als
Start/Stop-Zähler (39) ausgebildet ist, welches mit berechneten
Vorladewerten (V) ladbar und durch Rücksetz-Impulse
rücksetzbar ist.
26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mit dem Start/Stop-Zähler (39) verbundenes Speicherre
gister (40) zum Speichern von Zählerständen des
Start/Stop-Zählers (39) verbunden ist.
27. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25 bis 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Ablauf-Steuerung (41) vorgesehen ist,
welche mit dem Start/Stop-Zähler (39) und dem Speicherregister
(40) verbunden ist.
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JP5003223A JPH0678595A (ja) | 1992-01-13 | 1993-01-12 | 同期モータの制御法および回路装置 |
US08/003,590 US5315226A (en) | 1992-01-13 | 1993-01-13 | Method for controlling a synchronous motor for implementation of an exact start/stop positioning operation in a recording apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4200607A1 true DE4200607A1 (de) | 1993-07-15 |
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---|---|
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1023215A (ja) * | 1996-07-09 | 1998-01-23 | Brother Ind Ltd | ステップモータ制御装置 |
US20070132330A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Fei Renyan W | Fan assemblies employing LSPM motors and LSPM motors having improved synchronization |
JP4897518B2 (ja) | 2007-03-02 | 2012-03-14 | 株式会社ニチベイ | ブラインドの操作装置 |
US8723462B2 (en) * | 2012-06-15 | 2014-05-13 | GM Global Technology Operations LLC | Methods, systems and apparatus for estimating angular position and/or angular velocity of a rotor of an electric machine |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2834740A1 (de) * | 1978-08-08 | 1980-02-21 | Franz Vertriebs Gmbh | Antriebsanordnung fuer ein informationsspeicherlaufwerk insbesondere fuer einen plattenspieler |
WO1985004061A1 (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-12 | Peritronic Medical Industries Plc | A method of and apparatus for controlling a stepping motor |
DE3419288A1 (de) * | 1984-05-23 | 1985-11-28 | Mergenthaler Linotype Gmbh, 6236 Eschborn | Verfahren und vorrichtung zum synchronisieren einer materialbahn, insbesondere fotosensitiver materialbahn in einem fotosetzverfahren |
DD253530A1 (de) * | 1986-10-20 | 1988-01-20 | Ingenieurschule Fuer E Technik | Schrittmotorsteuerung mit mikrorechner |
EP0228475B1 (de) * | 1985-12-21 | 1989-03-15 | DR.-ING. RUDOLF HELL GmbH | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schrittmotors |
DE3915576A1 (de) * | 1988-05-13 | 1989-11-16 | Sharp Kk | Steuerschaltung fuer einen impulsmotor |
US4890048A (en) * | 1989-01-09 | 1989-12-26 | Hunter L Wayne | Low torque ripple stepping motor controller circuit |
US4996543A (en) * | 1989-02-10 | 1991-02-26 | Michel Moulin | Precision medium handling system and method for a recorder |
DE4013583A1 (de) * | 1990-04-24 | 1991-11-07 | Mannesmann Ag | Antrieb mit einem schrittmotor |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4103216A (en) * | 1976-05-28 | 1978-07-25 | Tally Corporation | Stepping motor closed loop constant velocity control system |
US4126821A (en) * | 1976-10-13 | 1978-11-21 | Dana Corporation | Stepping motor control circuit |
US4115726A (en) * | 1977-01-04 | 1978-09-19 | Hewlett-Packard Company | Open-loop electric drive with corrective controller |
US4219767A (en) * | 1979-03-29 | 1980-08-26 | Tektronix, Inc. | System and method of minimizing velocity fluctuations in a synchronous motor shaft |
US4427933A (en) * | 1981-10-30 | 1984-01-24 | Westinghouse Electric Corp. | Load commutated inverter gating control system and motor drive with such control system |
US4446412A (en) * | 1981-11-09 | 1984-05-01 | Computervision Corporation | Method and apparatus for controlling stepper motors |
US4791603A (en) * | 1986-07-18 | 1988-12-13 | Honeywell Inc. | Dynamically reconfigurable array logic |
DE3714028A1 (de) * | 1987-04-27 | 1988-11-17 | Siemens Ag | Verfahren zum ermitteln von korrekturwerten fuer die von einer wegmesseinrichtung einer numerisch gesteuerten handhabungs- oder produktionsmaschine erfassten messwerte |
US5038090A (en) * | 1988-10-05 | 1991-08-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Servo motor control apparatus |
DE3991230C2 (de) * | 1988-10-21 | 1993-10-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Steuerungsverfahren für eine Einzelblattzuführeinrichtung |
-
1992
- 1992-01-13 DE DE4200607A patent/DE4200607C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-12 JP JP5003223A patent/JPH0678595A/ja active Pending
- 1993-01-13 US US08/003,590 patent/US5315226A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2834740A1 (de) * | 1978-08-08 | 1980-02-21 | Franz Vertriebs Gmbh | Antriebsanordnung fuer ein informationsspeicherlaufwerk insbesondere fuer einen plattenspieler |
WO1985004061A1 (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-12 | Peritronic Medical Industries Plc | A method of and apparatus for controlling a stepping motor |
DE3419288A1 (de) * | 1984-05-23 | 1985-11-28 | Mergenthaler Linotype Gmbh, 6236 Eschborn | Verfahren und vorrichtung zum synchronisieren einer materialbahn, insbesondere fotosensitiver materialbahn in einem fotosetzverfahren |
EP0163850A1 (de) * | 1984-05-23 | 1985-12-11 | Linotype AG | Verfahren und Vorrichtung zum Synchronisieren einer Materialbahn, insbesondere fotosensitiver Materialbahn in einem Fotosetz-verfahren |
EP0228475B1 (de) * | 1985-12-21 | 1989-03-15 | DR.-ING. RUDOLF HELL GmbH | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Schrittmotors |
DD253530A1 (de) * | 1986-10-20 | 1988-01-20 | Ingenieurschule Fuer E Technik | Schrittmotorsteuerung mit mikrorechner |
DE3915576A1 (de) * | 1988-05-13 | 1989-11-16 | Sharp Kk | Steuerschaltung fuer einen impulsmotor |
US4890048A (en) * | 1989-01-09 | 1989-12-26 | Hunter L Wayne | Low torque ripple stepping motor controller circuit |
US4996543A (en) * | 1989-02-10 | 1991-02-26 | Michel Moulin | Precision medium handling system and method for a recorder |
DE4013583A1 (de) * | 1990-04-24 | 1991-11-07 | Mannesmann Ag | Antrieb mit einem schrittmotor |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BORGONOVI, B. * |
KÜNDIGER, W.: Neue Ansteuerung für Schrittmotoren: 10 000 Schritte pro Umdrehung. In:industrie-elektrik + elektronik, 26.Jg., 1981, Nr.24, S.24-26 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4200607C2 (de) | 2000-06-08 |
JPH0678595A (ja) | 1994-03-18 |
US5315226A (en) | 1994-05-24 |
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Owner name: HEIDELBERGER DRUCKMASCHINEN AG, 69115 HEIDELBERG, |
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