FR2572868A1

FR2572868A1 - Procede et dispositif pour eliminer l'instabilite d'un moteur pas a pas

Info

Publication number: FR2572868A1
Application number: FR8516382A
Authority: FR
Inventors: Pierre Boillat
Original assignee: Sodeco Saia AG; Societe des Compteurs de Geneve SODECO
Current assignee: Sodeco Saia AG; Societe des Compteurs de Geneve SODECO
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1986-05-09
Also published as: GB8527127D0; GB2166609A; IT8522699A0; IT1185488B; SE8505189L; SE8505189D0; DE3444220C2; CH664244A5; SE464055B; JPH0231598B2; FR2572868B1; JPS61116999A; GB2166609B; US4673855A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR ELIMINER L'INSTABILITE D'UN MOTEUR PAS A PAS. LE DISPOSITIF COMPORTE UNE RESISTANCE 3 POUR DETERMINER LE COURANT DE SOMMATION DES COURANTS DE PHASES ET POUR LE CONVERTIR EN UNE TENSION, UN FILTRE PASSE-BAS 4 POUR PRODUIRE LA VALEUR MOYENNE DE TENSION ET POUR DEPHASER CETTE VALEUR MOYENNE, FACULTATIVEMENT UN AMPLIFICATEUR 5, UN FILTRE PASSE-HAUT 6 POUR DETERMINER LES VARIATIONS DE LA VALEUR MOYENNE DEPHASEE, UN SYNCHRONISEUR 7, UN ORGANE DE TEMPORISATION 9 POUR LA MODULATION EN PHASE DES IMPULSIONS DE COMMANDE DU MOTEUR PAS A PAS 1, UN CONVERTISSEUR FREQUENCETENSION 11, FACULTATIVEMENT UN DISPOSITIF DE MISE EN FORME D'IMPULSIONS 10 ET UN SEQUENCEUR 2 DE COMMANDE DU MOTEUR PAS A PAS 1.

Description

La présente invention concerne un procédé pour éliminer l'instabilité d'un

moteur pas à pas à l'aide d'un signal de réaction, qui module un paramètre angulaire des impulsions de commande du moteur pas à pas, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Des moteurs pas à pas sont utilisés par exemple dans des imprimantes, des appareils indicateurs, des " appareils à disques souples ", des " appareils à disques durs ", etc. D'après le brevet US 4 091 316, on connaît un procédé et un dispositif pour éviter des oscillations et une perte de synchronisme de moteurs pas à pas en utilisant une génératrice tachymétrique comme générateur de valeur de

consigne et un circuit de réglage pour une régulation, c'est-

à-dire une modulation, de l'angle de phase des impulsions de

commande des moteurs pas à pas.

L'invention a pour but de créer un procédé et un dispositif qui permettent: - de faire fonctionner des moteurs pas à pas monophasés ou polyphasés, sans utilisation de sondes, comme par exemple

des sondes de Hall, des bobines d'induction, des généra-

trices tachymétriques coûteuses, des sondes mécaniques ou optiques, et leur couplage, d'une manière stable dans leurs bandes paramétriques de résonance, la stabilisation étant établie sans temps mort d'une manière relativement rapide et indépendamment de la charge, c'est-à-dire sans variations de charge supérieures à 1: 100, - de fonctionner correctement dans une plage de vitesse extrêmement grande allant de zéro jusqu'à 35 000 tours/ minute, - d'améliorer le rendement du moteur pas à pas pour une

grande puissance de sortie et de permettre ainsi d'obte-

nir de grande puissances mécaniques, - d'opérer indépendamment de la nature du séquenceur utilisé, comme par exemple l'utilisation d'une commande à tension constante, à courant constant, à " vibreur ", à "double niveau " ou L/R (bidirectionnelle), - de stabiliser le moteur pas à pas aussi bien dans le cas de mouvements uniformes que dans le cas de mouvements accélérés, - d'obtenir un prix qui est dans une proportion raisonnable avec le prix du moteur pas à pas, et - de faire fonctionner deux ou plusieurs moteurs pas à pas

branchés en parallèle avec un seul dispositif de stabili-

sation. Il est ainsi possible d'utiliser souvent des moteurs pas à pas plus petits, c'est-à-dire moins coûteux

et/ou de les faire intervenir dans des domaines d'applica-

tion o il était possible jusqu'à maintenant d'utiliser seulement des moteurs à courant continu pour des raisons de stabilité. Le dispositif de stabilisation doit si possible être agencé de manière à pouvoir fonctionner comme un circuit d"interface" entre les composants, généralement déjà existants, du dispositif de-commande d'un moteur pas à

pas sans avoir à modifier fortement le dispositif de comman-

de. Le problème posé est résolu selon l'invention en conformité avec les particularités suivantes: - le courant de sommation des courants de phases du moteur pas à pas est déterminé et est converti en une tension dont on produit la valeur moyenne et les variations de cette valeur moyenne assurent ensuite une modulation angulaire des impulsions de commande du moteur pas à pas - le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comporte

une résistance servant à déterminer le courant de somma-

tion des courants de phases et à assurer sa conversion en une tension, il comporte en outre un filtre passe-bas servant à produire la valeur moyenne de cette tension, un filtre passe-haut pour déterminer les variations de cette valeur moyenne, et en outre un synchroniseur commandé en tension, dont l'entrée de commande de tension est reliée à la sortie du filtre passe-haut tandis que la sortie du synchroniseur commandé en tension est reliée à

l'entrée d'un séquenceur commandant le moteur pas à pas.

Selon uni autre particularité du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention: - il comporte une résistance pour déterminer le courant de sommation des courants de phases et pour assurer sa conversion en une tension; il comporte en outre un filtre passe-bas servant à produire la valeur moyenne de cette tension et à déphaser de 90 cette valeur moyenne, un filtre passe-haut pour déterminer les variations de cette valeur moyenne, un organe de temporisation pouvant être commandé et dont l'entrée est reliée à la sortie d'un synchroniseur tandis que son entrée de commande est reliée à la sortie du filtre passe- haut; en outre la sortie de l'organe de temporisation est reliée à l'entrée d'un

séquenceur commandant le moteur pas à pas.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mis en évidence dans la suite de la description,

donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de circuit à blocs montrant une

première variante du dispositif délimination de l'instabili-

té d'un moteur pas à pas, la figure 2 est un schéma d'un circuit à blocs correspondant à une seconde variante d'un tel dispositif, la figure 3 est un schéma d'un circuit à blocs correspondant à une troisième variante d'un tel dispositif, les figures 4A à 4D représentent des courbes caractéristiques de différents signaux de commande du moteur pas à pas en fonction du temps lors de l'utilisation d'une modulation de phase, la figure 5 représente des courbes caractéristiques du couple et de la puissance mécanique d'un moteur pas à pas en fonction de la vitesse d'avancement lors de l'existence et de l'absence d'une stabilisation, la figure 6 représente un schéma de circuit à blocs d'un organe de temporisation pouvant être commandé, avec comparateur analogique, et la figure 7 représente un schéma de circuit à blocs de la

combinaison d'un organe de temporisation pouvant être comman-

dé et d'un dispositif de mise en forme d'impulsions avec

circuit numérique synchrone.

Des références numériques identiques désignent sur

toutes les figures des parties identiques.

Les dispositifs représentés sur les figures 1 à 3 contiennent tous au moins: - un moteur pas à pas 1 qui est alimenté en tension continue U, un séquenceur 2, - une résistance de mesure 3, - un filtre passe-bas 4, facultativement un amplificateur 5, - un filtre passe-haut 6 et

- un synchroniseur 7.

Tous les composants prévus seulement facultative-

ment sont représentés en traits interrompus sur les figures

1 à 3.

Le moteur pas à pas 1 comporte un nombre quelconque

de phases. Sur le dessin, on a indiqué à chaque fois l'exis-

tence d'un moteur pas à pas 1 à quatre phases. Dans ce cas, le séquenceur 2 comporte quatre sorties reliées au moteur

pas à pas 1, et qui sont par exemple des sorties à " collec-

teur ouvert ". Ainsi le pilote de sortie du séquenceur 2 se compose dans ce cas de quatre transistors bipolaires T1, T2, T3 et T4 dont les collecteurs constituent les quatre sorties du séquenceur 2 et dont les connexions de base sont chacune reliées à une des quatre sorties d'un circuit de commande de séquence 8, dont l'entrée constitue de son côté

l'entrée du séquenceur 2. Les émetteurs des quatre transis-

tors bipolaires T1, T2, T3 et T4 sont par exemple reliés entre eux à l'intérieur du séquenceur 2. Des séquenceurs de ce genre sont connus en soi et sont disponibles dans le commerce. Le pôle, non relié au moteur pas à pas 1, de la source de tension continue U est relié, d'une manière non représentée, par exemple à la masse. Dans ce cas un premier pôle de la résistance de mesure 3 est également relié à la masse. Dans tous les dispositifs représentés sur les

figures 1 à 3, il est prévu les liaisons unipolaires sui-

vantes: - les émetteurs des transistors bipolaires Tl, T2, T3 et T4 avec le second pôle de la résistance de mesure 3 et avec l'entrée du filtre passe-bas 4,

- la sortie du filtre passe-bas 4 avec l'entrée de l'ampli-

ficateur 5 ou bien, au cas o celui-ci n'existe pas, avec l'entrée du filtre passe-haut 6, et - la sortie de l'amplificateur 5, au cas o il est prévu,

avec l'entrée du filtre passe-haut 6.

Dans la variante représentée sur la figure 1, il

est en outre prévu encore les liaisons unipolaires suivan-

tes: - la sortie du filtre passe-haut 6 avec l'entrée de commande de tension du synchroriseur 7, et

- la sortie du synchroniseur 7 avec l'entrée du séquenceur 2.

Dans la variante représentée sur la figure 2, il est additionnellement prévu: - un organe de temporisation 9 pouvant être commandé et facultativement un dispositif de mise enforme d'impulsions , auquel cas il est prévu les liaisons unipolaires suivantes: - la sortie du filtre passe-haut 6 avec une entrée de commande de l'organe de temporisation 9, la sortie du synchroniseur 7 avec l'entrée de l'organe de temporisation 9, - la sortie de l'organe de temporisation 9 avec l'entrée du dispositif de mise en forme d'impulsions 10 ou bien, au cas o celui-ci n'existe pas, avec l'entrée du séquenceur 2, et - la sortie du dispositif de mise en forme d'impulsions 10,

au cas o il est prévu, avec l'entrée du séquenceur 2.

Dans la variante représentée sur la figure 3, il est prévu en addition à la variante représentée sur la figure 2 encore un convertisseur fréquence/tension 11, auquel cas il est prévu additionnellement les liaisons suivantes:

- la sortie du synchroniseur 7 avec l'erntrée du convertis-

seur fréquence/tension 11, et - la sortie du convertisseur fréquence/tension 11 avec une

autre entrée de commande de l'organe de temporisation 9.

Le synchroniseur 7 nécessaire dans les variantes 2 et 3 ( cf figure 2 et figure 3) est un simple générateur rectangulaire, par exemple un multivibrateur astable, alors que le synchroniseur 7 utilisé dans la variante 1 ( cf figure 1) doit être un générateur rectangulaire commandé en tension, par exemple un multivibrateur astable réalisé au moyen d'une "minuterie" du type LM 556. La minuterie du type LM 556 est disponible par exemple à la Société "National Semiconductor Corporation ", 2900 Semiconductor Drive, Santa Clara, Californie 95051 et elle est décrite

dans ses manuels " Linear Databook" 1978 et "Linear Applica-

tions Handbook" 1978.

Les filtres passe-haut 4 et passe-bas 6 sont par exemple des cellules RCen forme de L conn auquel cas dans le filtre passe-haut 6, un condensateur est placé dans une branche longitudinale et une résistance dans une branche

transversale alors que, dans le filtre passe-bas 4, inverse-

ment le condensateur est placé dans une branche transversale et la résistance dans une branche longitudinale. Dans le cas le plus simple, le filtre passe-haut 6 comporte seulement le condensateur, un pôle de ce condensateur étant relié à l'entrée du filtre passe-haut 6 tandis que l'autre pôle de

ce condensateur est relié à la sortie du filtre passe-haut.

En cas d'absence de l'amplificateur 5, le filtre passe-haut 6 peut être combiné avec le filtre passe-bas 4 branché en

cascade de façon à former un seul filtre à bande passante.

L'organe de temporisation 9 pouvant être commandé

( cf figure 2 et figure 3) est par exemple un multivibra-

teur monostable, qui est réalisé avec une "minuterie " du type LM 556. Cependant il peut également être agencé comme indiqué sur les figures 6 ou 7. Le dispositif de mise en forme d'impulsions 10, qui est par exemple un multivibrateur monostable, commandé par des flancs devenant négatifs, connu et disponible dans le commerce, est nécessaire seulement lorsque le séqucnceur 2 est commandé par impulsions. Par contre lorsqu'il est commandé par des flancs ou bien lorsqu'on utilise le circuit représenté sur la figure 7, le dispositif de mise en forme d'impulsions 10 peut alors être supprimé. Le convertisseur fréquence/tension 11 ( cf figure 3) peut être réalisé par exemple au moyen d'une " minuterie" de type LM 122 de la Société "National Semiconductor"

qui est également décrit dans les documents déjà cité.

La figure 4A représente la courbe caractéristique de la composante de tension alternative de la valeur moyenne du courant de sommation de tous les courants de phases d'un moteur pas à pas l en fonction du temps t. POur simplifier, son allure a été représentée avec une forme sinusoïdale

sur la figure 4A.

La figure 4B représente la courbe caractéristique du signal de sortie du synchroniseur 7 en fonction du temps

t. Elle se compose d'une série d'impulsions de forme rectan-

gulaire de duréeT et de période T = l/f, o f désigne la

fréquence de synchronisation. T est par exemple égal à 1 ms.

La figure 4C représente la courbe caractéristique du signal de sortie de l'organe de temporisation 9 en fonction

du temps. Elle se compose d'une série d'impulsions rectangu-

laires modulées en durée d'impulsion et de période T. T1

désigne le temps de retard établi par l'organe de temporisa-

tion 9 lorsque la composante de tension alternative de la valeur moyenne du courant de sommation des courants de phase,

c'est-à-dire la modulation, est nulle.

La figure 4D représente la courbe caractéristique

du signal de sortie du dispositif de mise en forme d'impul-

sions 10 en fonction du temps t. Elle se compose d'une série d'impulsions rectangulaires de durée t1' dont les flancs devenant positifs concordent temporellement avec les flancs devenant négatifs des impulsions représentées sur la figure

4C.

Avantageusement la valeur du temps de retard T de l'organe de temporisation 9 pour la modulation nulle, c'est-à-dire pour une valeur nulle du signal de correction d'erreur apparaissant à la sortie du filtre passe-haut 6 représenté sur les figures 2 et 3, est choisie de telle sorte que les impulsions représentées sur les figures 4D ou bien les flancs négatifs des impulsions représentées sur la figure 4C soient situés temporellement au milieu entre deux impulsions successives du signal de sortie, représenté sur la figure 4B, du synchroniseur 7, c'est- à-dire que TI T/2. La durée d'impulsion T et la durée d'impulsion z1 doivent alors être choisies considérablement plus petites que le temps de retard T1. Sur la figure 5 sont représentées quatre courbes caractéristiques MO, M1, P0 et P1 en fonction de la vitesse

d'avancement v du moteur pas à pas 1. La courbe caractéris-

tique M0 représente le couple du moteur pas à pas 1 sans loa stabilisation, la courbe Mi représente ce couple en cas d'existence d'une stabilisation, la courbe P0 représente la puissance mécanique du moteur pas à pas 1 sans stabilisation et la courbe P1 représente cette puissance en cas d'existence

d'une stabilisation.

La courbe caractéristique de couple MO comporte par exemple une interruption de couple pour approximativement 1000 pas/seconde, et la courbe caractéristique de puissance

PO0 présente une valeur maximale en dessous de 1000 pas/secon-

de, qui est considérablement plus petite que la valeur maximale de la courbe caractéristique de puissance Pl, qui

est placée au-dessus de 1000 pas/seconde. La courbe carac-

téristique de couple M1 décroît de façon continue, sans

interruption, à mesure que la vitesse d'avancement v augmen-

te.

L'organe de temporisation commandé 9 qui est repré-

senté sur la figure 6 se compose d'un générateur de dents de scie 12 et d'un comparateur analogique 13, dont l'entrée négative constitue l'entrée de commande de l'organe de temporisation 9 et dont la sortie constitue lasortie de cet organe. La sortie du générateur de dents de scie 12 est reliée à l'entrée positive du comparateur 13 et son entrée

constitue une entrée de l'organe de temporisation 9.

La combinaison d'un organe de temporisation 9 et d'un dispositif de mise en forme d'impulsions 10 qui a été représentée sur la figure 7 se compose d'un synchroniseur de haute fréquence 14, d'un compteur 15, d'un convertisseur analogique/numérique 16 et d'un décodeur 17, dont la sortie constitue la sortie de la combinaison 9; 10. L'entrée de commande, excitée par le filtre passe-haut 6 conformément aux figures 2 et 3,de l'organe de temporisation 9 correspond à l'entrée de commande de la combinaison 9; 10 et elle est

constituée par l'entrée analogique du convertisseur analogi-

que/numérique 16, dont la sortie numérique est reliée, au moyen d'un bus de jonction, avec l'entrée " en parallèle du compteur 15. La sortie du synchroniseur haute fréquence 14 est reliée à l'entrée de cadencement du compteur 15, dont

l'entrée de "chargement" constitue l'entrée de la combinai-

son 9; 10, qui est excitée conformément aux figures 2 ou 3 par le synchroniseur 7. La sortie "en parallèle " du compteur est reliée par l'intermédiaire d'un autre bus de jonction avec l'entrée du décodeur 17, qui se compose par exemple d'une porte " NON ET ", qui comporte autant d'entrées que le compteur binaire 15 comporte de sorties parallèles. Le compteur 15 peut être un compteur binaire ou bien un compteur

à décades.

On va maintenant faire une description de fonction-

nement. Dans des moteurs pas à pas, il se produit dans un domaine de vitesses élevées et dans des gammes déterminées de fréquences de brusques réductions de couple. Le moteur pas à pas peut subir une perte de synchronisme et être immobilisé. Ce comportement peut être expliqué par des résonances paramétriques du moteur pas à pas car le rotor du moteur pas à pas exécute, en addition à sa vitesse angulaire constante, des oscillations dont les amplitudes augmentent fortement dans ces gammes de fréquences critiques, et même si

fortement que le moteur pas à pas peut perdre son synchronis-

me et être immobilisé.

Le moteur pas à pas est caractérisé par son couple.

En cas d'absence de stabilisation, sa courbe caractéristique de couple comporte théoriquement, dans la gamme de fréquences comprise entre O et 20 kHz, plusieurs interruptions, mais cependant en pratique au moins une interruption qui est 3i produite par exemple approximativement pour 1000 pas/seconde, comme le montre la courbe caractéristique MO représentée sur la figure 5 ( ce qui correspond à ce qu'on aaelle le domaine de "désynchronimtion"). Cela fait en sorte que le moteur pas à pas, en cas d'absence d'une stabilisation, peut être utilisé seulement à de basses vitesses, par exemple en dessous de 1000 pas/seconde, c'est-à-dire dans une gamme de

vitesses dans laquelle sa puissance mécanique est relative-

ment faible, en correspondance à la courbe caractéristique

P0 de la figure 5, et o son rendement est mauvais.

Les solutions proposées pour la stabilisation du moteur pas à pas et qui nécessitent des sondes et des couplages, ne sont généralement pas applicables pour des

raisons de prix et/ou de place. Une génératrice tachymétri-

que a par exemple un prix qui est de nombreuses fois supé-

rieur à celui d'un moteur pas à pas plus coûteux, par exemple

un moteur pas à pas ayant les dimensions d'une petite boite.

Pour des couplages encombrants, on ne dispose généralement pas de place. Avec le dispositif conforme à l'invention, le moteur pas à pas est luimême utilisé comme sonde pour déterminer la valeur réelle et par conséquent pour qu'un circuit de régulation produise le signal de correction d'erreur. Avec cette régulation, on n'utilise pas, comme dans l'art antérieur, l'écart entre la vitesse réelle et une valeur de consigne comme signal de correction d'erreur mais les oscillations de l'angle de charge par rapport à la

valeur nominale de l'angle de charge comme signal de correc-

tion d'erreur. Cela procure, entre autres, l'avantage que la stabilisation du moteur pas à pas est indépendante de la charge. Lors du fonctionnement stable du moteur pas à pas et pour une charge donnée, la courbe-enveloppe de son courant de phase et par conséquent également sa valeur

moyenne sont approximativement constantes. Lors d'un fonc-

tionnement instable, il se produit par contre des oscilla-

tions de la courbe-enveloppe et aussi de la valeur moyenne

du courant de phase, qui constituent une mesure des oscilla-

tions de l'angle de charge par rapport à la valeur nominale.

Dans les trois variantes représentées sur les figures 1 à 3, l'instabilité d'un moteur pas à pas 1 est supprimée à l'aide d'un signal de réaction qui module un paramètre angulaire des impulsions de commande du moteur pas à pas 1, par le fait que progressivement à l'aide de la résistance de mesure 3, le courant algébrique de sommation des courants de phases du moteur pas à pas 1 est déterminé et est converti en une tension proportionnelle dott Ia valeur moyenne est ensuite produite à l'aide du filtre passe-bas 4. Du fait que les différents courants de phases du moteur pas à pas 1 se produisent approximativement successivement dans le temps, la tension obtenue à la résistance de mesure 3 est approximativement proportionnelle au courant de phase passant à l'instant correspondant dans le moteur pas à pas 1 et les variations de la valeur moyenne obtenue à l'aide du filtre passe-bas 4 constituent une mesure des oscillations de l'angle de charge du moteur pas à pas 1. Les variations de cette valeur moyenne, qui peuvent avoir une fréquence de O à 400 Hz, sont indépendantes de la valeur moyenne, et par conséquent également indépendantes de l'angle de charge nominal. Un avantage de l'utilisation des

variations de cette valeur moyenne comme signal de correc-

tion d'erreur consiste en ce que, un peu avant que le moteur pas à pas 1 atteigne son point critique, c'est-à-dire avant que ce moteur 1 perde son synchronisme, le signal atteint sa valeur maximale car l'angle de charge est maximal à cet instant. Cela est différent de l'art antérieur o la valeur réelle de vitesse est minimale à cet instant, en étant

notamment proche de zéro.

La valeur du signal de sortie du filtre passe-bas 4 dépend, dans les trois variantes, de la valeur de la résistance de mesure 3 et de la valeur des courants de phases. Elle est généralement inférieure de 100 à 1000 fois

à la tension continue U qui alimente le moteur pas à pas 1.

Lorsque la valeur de la tension de sortie du filtre passe-

bas 4 ne suffit pas pour enclencher le circuit de régula-

tion placé à la suite, on dispose un amplificateur 5 entre

le filtre passe-bas 4 et le filtre passe-haut 6. L'amplifica-

teur 5 est un amplificateur de tension alternative et il amplifie la composante de tension alternative, c'est-à-dire les variations de la valeur moyenne ou bien, dans les variantes 2 et 3, les variations d'une valeur moyenne déphasée, avant que ces variations modulent les impulsions

de commande du moteur pas à pas.

Le filtre passe-haut 6 placé à la suite élimine, en cas d'absence de l'amplificateur 5, la composante de tension continue de la valeur moyenne et, en cas d'existence de l'amplificateur 5, sa tension de sortie "décalée", de

sorte que, dans chaque cas seulement les variations, éven-

tuellement amplifiées, de la valeur moyenne sont obtenues et sont ensuite appliquées à l'entrée de commande de tension du synchroniseur 7 ( cf. fig. 1) ou bien à l'entrée de commande de l'organe de temporisation 9 ( cf. figure 2 et figure 3) et assurent ainsi la modulation angulaire des

impulsions de commande du moteur pas à pas 1.

Dans la première variante représentée sur la figure 1, le paramètre angulaire modulé est la fréquence des impulsions de commande. La composante de tension alternative de la valeur moyenne, éventuellement amplifiée, modifie dans cette variante progressivement la fréquence du signal rectangulaire 5 produit par le synchroniseur 7 de sorte que le séquenceur 2 placé à la suite reçoit des impulsions rectangulaires modulées en fréquence. Le filtre passe-bas 4 et le filtre passe-haut 6 produisent un petit déphasage de la composante de tension alternative de la valeur moyenne. Dans la variante 1, ces deux filtres sont cependant dimensionnés d'une manière connue en soi pour que les déphasages produits par eux soient les plus petits possibles pour que la composante de tension alternative de la valeur moyenne assure, sans déphasage additionnel, la modulation en fréquence des impulsions de commande produites d'abord par le synchroniseur 7 et ensuite par le séquenceur 2. Un peu avant que le moteur pas à pas 1 atteigne son point critique, l'effet de modulation de fréquence sur les impulsions de commande du moteur pas à pas 1 qui sont produites dans le séquenceur 2 est maximal de sorte que l'action corrective du système de régulation est également maximale et qu'en conséquence la perte de synchronisme du moteur pas à pas 1 est contrebalancée le plus fortement du point de vue de la

technique de régulation.

Dans les variantes 2 et 3 représentées sur les figures 2 et 3, le paramètre angulaire modulé est la phase

des impulsions de commande. Dans ces variantes, les impul-

sions de commande du moteur pas à pas 1 qui sont produites par le séquenceur 2 sont modulées en phase. Du fait que d'une manière connue une fréquence est proportionnelle à df /dt, o Y représente une phase, et du fait que la dérivée produit d'une manière connue une rotation de phase de 900, la valeur moyenne obtenue conformément à la figure 1 doit, lorsqu'on utilise une modulation de phase, c'est-à-dire dans les variantes 2 et 3, être additionnellement déphasée

de 90 avant que ces variations modulent en phase les impul-

sions de commande du moteur pas à pas 1. Cela est réalisé d'une manière simple et élégante par le fait que le déphasage

produit par le filtre passe-bas 4 est réglé, par un dimen-

sionnement connu en soi du filtre passe-bas 4, non à une valeur aussi petite que possible mais à une valeur aussi proche que possible de 90 . Le signal de correction d'erreur apparaissant à la sortie du filtre passehaut 6 peut alors avoir le phasage correct nécessaire pour la modulation de phase. Le signal de correction d'erreur agit sur les temps de retard produits par l'organe de temporisation 9 ( cf. figure 4C), c'est-à-dire la durée d'impulsion de son multivibrateur monostable, de telle sorte que par exemple tous les flancs positifs des impulsions rectangulaires produites par le synchroniseur 7 ( cf. fig. 4B) soient retardés par modulation de phase de façon à apparaître comme des flancs négatifs à la sortie de l'organe de temporisation 9 ( cf. fig. 4C). Si le séquenceur 2 placé à la suite n'est commandé que par flancs, le signal de sortie de l'organe de

temporisation 9 peut alors directement commander le séquen-

ceur 2. Autrement les flancs négatifs des impulsions de sortie de l'organe de temporisation 9 doivent encore être conditionnés à l'aide du dispositif de mise en forme d'impulsions 10 et être convertis en impulsions avant leur application au séquenceur 2 placé à la suite. A cet égard, chaque flanc négatif du signal d'entrée au dispositif de mise en forme d'impulsions 10 est associé à une impulsion

de durée constante L1 ( fig. 4D).

Pour obtenir une possibilité maximale de modula-

tion dans un sens de phase positif et négatif, on choisit le temps de retard T1 de l'organe de temporisation 9 de telle sorte que, dans le cas o un signal de correction d'erreur nul apparaît à la sortie du filtre passe-haut 6, les flancs de commande, par exemple devenant négatifs,apparaissant à la sortie de l'organe de temporisation 9 soient placés temporellement approximativement au milieu entre deux impulsions successive de sortie du synchroniseur 7. Pour obtenir cela toujours automatiquement pour des fréquences de commande variables du moteur pas à pas 1, c'est-à-dire pour des fréquences variables du synchroniseur 7, la valeur moyenne du temps de retard de l'organe de temporisation 9, c'est-àdire le temps de retard T1 pour une valeur nulle du signal de coxtection d'erreur, est réglée dans la variante

3 ( cf. fig. 3) à l'aide du signal de sortie du convertis-

seur fréquence/tension 11, en un point situé temporellement

approximativement au milieu entre deux impulsions successi-

ves de sortie du synchroniseur 7. Le signal de sortie du convertisseur fréquence/tension 11 est proportionnel à la fréquence du signal de sortie du synchroniseur 7, et par

conséquent inversement proportionnel à sa période T, c'est-

à-dire la distance entre deux impulsions successives de

sortie du synchroniseur 7 ( cf. fig. 4B).

Les deux variantes 2 et 3 représentées sur les figures 2 et 3 présentent l'avantage que le synchroniseur 7 ne doit pas être commandé en tension. Un synchroniseur 7 mieux commandé en tension ainsi qu'un séquenceur 2 et une résistance de mesure 3 existent généralement déjà chez les utilisateurs de moteurs pas à pas de sorte que, dans ce cas, l'utilisation d'une des deux variantes 2 ou 3 procure

l'avantage de n'avoir à interposer qu'un circuit d"interfa-

ce" 18 entre le synchroniseur 7 déjà existant et la combi-

naison 2; 3, également déjà existante, du séquenceur 2 et de la résistance de mesure 3, pour éliminer l'instabilité du moteur pas à pas 1 en cours de marche. Ce circuit d"interface" 18 se compose, dans le cas de la variante 2 ( fig. 2) du filtre passe-bas 4, facultativement de l'amplificateur 5, du filtre passe-haut 6, de l'organe de temporisation 9 et facultativement du dispositif de mise en forme d'impulsions 10. Dans le cas de la variante 3 ( cf. fig. 3), il interviendrait encore additionnellement le

convertisseur fréquence/tension l.

L'organe de temporisation 9 représenté sur la fig. 6 fonctionne de la manière suivante: le générateur de dents de scie 12 convertit les impulsions rectangulaires de sortie du synchroniseur 7 en impulsions en dents de scie qui produisent,à chaque fois que leur valeur a atteint la valeur du signal de correction d'erreur appliqué à l'entrée de commande de l'organe de temporisation 9, une commutation du

comparateur analogique 13. La durée de l'impulsion rectan-

gulaire apparaissant ainsi à la sortie du comparateur 13 est proportionnelle au signal de correction d'erreur et elle

est ainsi modulée en durée d'impulsion par ce signal exacte-

ment de la même manière que dans le cas du multivibrateur

monostable commandé.

Dans le convertisseur analogique/numérique 16 du circuit 9; 10 représenté sur la figure 7, le signal

analogique de correction d'erreur fourni par le filtre passe-

haut 6 est converti en une valeur numérique et celle-ci est chargée dans le compteur 15 par chaque impulsion de sortie du synchroniseur 7, qui apparaît à l'entrée du circuit 9; 10. Le compteur 15 compte alors, vers l'arrière à partir de

cette valeur numérique, les impulsions -de sortie du synchro-

niseur haute fréquence 14. Aussitôt que la valeur de comptage a atteint la valeur zéro, il se produit à la sortie de la porte NON ET formant le décodeur 17, pendant la durée d'une impulsion de sortie du synchroniseur haute

fréquence 14, une courte impulsion dont la position tempo-

relle est proportionnelle à la valeur numérique chargée dans le compteur 15, et par conséquent proportionnelle au signal de correction d'erreur. Les impulsions de sortie du circuit

9; 10 sont ainsi modulées en phase par le signal de correc-

tion d'erreur. Un dispositif de mise en forme d'impulsions

dest pas nécessaire dans ce cas car des impulsions condi-

tionnées sont produites automatiquement par le circuit 9;l0.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour éliminer l'instabilité d'un moteur pas à pas à l'aide d'un signal de réaction qui module un paramètre angulaire des impulsions de commande du moteur pas à pas, caractérisé en ce que le courant de sommation des courants de phases du moteur pas à pas (1) est déterminé et est converti en une tension, en ce que la valeur moyenne de cette tension est établie et en ce que les variations de cette valeur moyenne modulent ensuite angulairement les

impulsions de commande du moteur pas a pas (1).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre angulaire des impulsions de commande

est la fréquence desdites impulsions de commande.

3. Procédé selon la revendication 1, o le paramètre angulaire est la phase des impulsions de commande, caractérisé en ce que la valeur moyenne de la tension est déphasée de " avant que ses variations modulent en phase les impulsions

de commande du moteur pas à pas (1).

4. Procédé selon une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que la valeur moyenne ou la valeur moyenne déphasée est amplifiée avant que ses variations

modulent les impulsions de commande du moteur pas à pas (1).

5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon

une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il

comprend une résistance (3) pour déterminer le courant de

sommation des courants de phases et pour assurer sa conver-

sion en une tension, en ce qu'il est pourvu d'un filtre passe-bas (4) pour produire la valeur moyenne de cette tension, en ce qu'il comporte un filtre passe-haut (6) pour déterminer les variations de cette valeur moyenne, en ce qu'il comporte un synchroniseur (7) commandé en tension et dont l'entrée de commande de tension est reliée à la sortie

du filtre passe-haut (6), et en ce que la sortie du synchro-

niseur (7) commandé en tension est reliée à l'entrée d'un

séquenceur (2) commandant le moteur pas à pas (1).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le synchroniseur (7) commandé en tension est

réalisé à l'aide d'une "minuterie".

7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il

comporte une résistance (3) pour déterminer le courant de

sommation des courants de phases et pour assurer sa conver-

sion en une tension, en ce qu'il est pourvu d'un filtre passe-bas (4) pour produire la valeur moyenne de cette tension et pour déphaser de 90 cette valeur moyenne, en ce qu'il comporte un filtre passe-haut (6) pour déterminer les variations de cette valeur moyenne, en ce qu'il est pourvu d'un organe de temporisation (9) pouvant être commandé, dont une entrée est reliée à la sortie d'un synchroniseur (7) et dont une entrée de commande est reliée à la sortie du filtre passe-haut (6), et en ce que la sortie de l'organe de temporisation (9) pouvant être commandé est reliée à l'entrée d'un séquenceur (2) commandant le moteur pas à pas (1).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sortie de l'organe de temporisation (9) pouvant

être commandé est reliée par l'intermédiaire d'un disposi-

tif de mise en forme d'impulsions (10) à l'entrée du séquen-

ceur (2) commandant le moteur pas à pas (1).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de mise en forme d'impulsions (10)

est un multivibrateur monostable.

10. Dispositif selon une quelconque des revendications

7 à 9, caractérisé en ce que le synchroniseur (7) est un

multivibrateur astable.

11. Dispositif selon une quelconque des revendications

7 à 10, caractérisé en ce qu'il est prévu additionnellement un convertisseur fréquence/tension (11) dont l'entrée est reliée à la sortie du synchroniseur (7) et dont la sortie est reliée à une autre entrée de commande de l'organe de

temporisation (9).

12. Dispositif selon la revendicEtion 11, caractérisé en ce que le convertisseur fréquence/tension (11) est

réalisé à l'aide d'une"minuterie".

13. Dispositif selon une quelconque des revendications

7 à 12, caractérisé en ce que l'organe de temporisation (9)

pouvant être. commandé est réalisé à l'aide d'une"minuterie".

14. Dispositif selon une des revendications 7 à 12,

caractérisé en ce que l'organe de temporisation (9) pouvant être commandé se compose d'un générateur de dents de scie (12) et d'un comparateur (13).

15. Dispositif selon une quelconque des revendications

8 à 12, caractérisé en ce que la combinaison (9, 10) se composant de l'organe de temporisation (9) et du dispositif de mise en forme d'impulsions (10) comprend un synchroniseur haute fréquence (14), un compteur (15), un convertisseur

analogique/numérique (16) et un décodeur (17).

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé

en ce que le décodeur (17) se compose d'une porte NON-ET.

17. Dispositif selon une quelconque des revendications

5 à 16, caractérisé en ce qu'il est prévu un amplificateur (5) entre le filtre passe-bas (4) et le filtre passe-haut (6).

18. Dispositif selon une quelconque des revendications

à 17, caractérisé en ce que le filtre passe-bas (4) est

une cellule RC.

19. Dispositif selon une quelconque des revendications

à 18, caractérisé en ce que le filtre passe-haut (6) est

une cellule RC.

20. Dispositif selon une quelconque des revendications

5 à 18, caractérisé en ce que le filtre passe-haut (6) est

un condensateur.

21. Dispositif selon une queloonque des revendications

à 16, caractérisé en ce que le filtre passe-bas (4) et le filtre passehaut (6) forment ensemble un filtre à bande

passante.