RU1797094C - Digital servo system - Google Patents
Digital servo systemInfo
- Publication number
- RU1797094C RU1797094C SU894682923A SU4682923A RU1797094C RU 1797094 C RU1797094 C RU 1797094C SU 894682923 A SU894682923 A SU 894682923A SU 4682923 A SU4682923 A SU 4682923A RU 1797094 C RU1797094 C RU 1797094C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- pulse
- converter
- digital
- mismatch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к цифровым след щим системам с бесконтактными двигател ми посто нного тока и может быть использовано в манипул ционных работах и других устройствах автоматики в качестве исполнительных след щих систем. Цель изобретени - повышение быстродействи . Цифрова след ща система содержит измеритель 1 рассогласовани , блок2 выделени модул , первый пороговый элемент 3. первый блок 4 умножени , цифровой широт- но-импульсный преобразователь 5, коммутатор 6 фаз, синхронный электродвигатель 7, датчик 8 положени ротора, второй пороговый элемент 9, второй блок 10 умножени , преобразователь 11 код - частота импульсов. Цель изобретени достигаетс за счет введени св зей второго входа и выхода первого блока умножени соответственно с входом цифровой след щей системы и входом задани цифрового широТно-имп льсн Ьго преобразовател и изменени конструкции последнего. 4 ил.The invention relates to digital servo systems with non-contact DC motors and can be used in manipulation work and other automation devices as executive servo systems. The purpose of the invention is to increase speed. The digital tracking system comprises a mismatch meter 1, a module isolation unit2, a first threshold element 3. a first multiplication unit 4, a digital pulse-width converter 5, a phase switch 6, a synchronous electric motor 7, a rotor position sensor 8, a second threshold element 9, the second block 10 multiplication, the Converter 11 code is the pulse frequency. The object of the invention is achieved by introducing the connections of the second input and output of the first multiplication unit, respectively, with the input of the digital servo system and the input of the digital wide-pulse converter and changing the design of the latter. 4 ill.
Description
елate
сwith
х| чx | h
ч о ю h o
Изобретение относитс , к цифровым след щим системам с бесконтактными двигател ми посто нного тока (БДПТ) и может быть использовано в манипул ционных роботах и других устройствах автоматики в качестве исполнительных след щих систем.The invention relates to digital servo systems with non-contact DC motors (DCBM) and can be used in manipulation robots and other automation devices as actuator servo systems.
Цель изобретени - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.
На фиг. 1 представлена функциональна схема цифровой след щей системы; на фиг. 2 - функциональна схема цифрового шйротно-импульсного преобразовател ; на фиг. 3 - эпюры основных координат системы-прототипа (фиг.З.а) и цифровой след щей системы (фиг.3,6) при отработке скачкообразного входного сигнала; на фиг. 4 приведены векторные диаграммы MJI-HHT- ных потоков статора Фс и ротора Фр дл системы прототипа (фиг.4,а) и цифровой : след щей системы (фиг.4,6) в режиме БДПТ (t tn -1); в момент переключени (t tn) и в дискретно-шаговом режиме системы (t tn+ + 1), (t tn + 2). .In FIG. 1 is a functional diagram of a digital tracking system; in FIG. 2 is a functional diagram of a digital pulse-width converter; in FIG. 3 is a diagram of the main coordinates of the prototype system (Fig. 3a) and the digital tracking system (Fig. 3,6) during the development of a spasmodic input signal; in FIG. Figure 4 shows vector diagrams of the MJI-HHT fluxes of the stator Фс and rotor Фр for the prototype system (Fig. 4, a) and digital: tracking system (Fig. 4,6) in the BJTT mode (t tn -1); at the time of switching (t tn) and in the discrete-step mode of the system (t tn + + 1), (t tn + 2). .
Цифрова след ща система содержит- (фиг. 1) измеритель 1 рассогласовани , блок 2 выделени модул , первый пороговый элемент 3, первый блок 4 умножени , цифровой широтно-импульсный преобразователь 5, коммутатор б фаз, синхронный электродвигатель 7, датчик 8 положени ротора, второй пороговый элемент 8, второй блок 10 умножени , преобразователь 11 код-частота импульсов.The digital tracking system comprises- (Fig. 1) a mismatch meter 1, a module isolation unit 2, a first threshold element 3, a first multiplication unit 4, a digital pulse-width converter 5, a b phase switch, a synchronous motor 7, a rotor position sensor 8, a second threshold element 8, a second multiplication unit 10, a pulse-frequency-code-converter 11.
Цифровой широтно-импульсный преобразователь 5 содержит (фиг. 2) блок 12 формировани адреса, блок 13 преобразовани адреса, первый сумматор 14, измеритель 15 рассогласовани , блок ограничени рассогласовани 16, второй сумматор 17, преобразователь 18 кода глубины модул ции в коды фазных управл ющих импульсов, широтно- импульсный модул тор 19, генератор,20 несущей частоты,.The digital pulse-width converter 5 contains (Fig. 2) an address generating unit 12, an address converting unit 13, a first adder 14, a mismatch meter 15, a mismatch limiting unit 16, a second adder 17, a modulation depth code converter 18 to phase control codes pulses, pulse-width modulator 19, generator, 20 carrier frequency ,.
Цифрова след ща система работает следующим образом.The digital tracking system operates as follows.
Блоки 12, 13 при работе системы в режиме непрерывного управлени отключены и на второй вход сумматора 14 поступает нуль. При переходе системы в шаговый режим в блоке 12 записываетс текущее значение кода угла положени ротора, которое в дальнейшем измен етс за счет импульсов , поступающих с преобразовател 11. В зависимости от знака ошибки к выходному коду блока 12 в блоке 13 прибавл етс код, соответствующий углу ±90° эл,град. Таким образом формируетс поле статора, магнитный поток которого Фс перпендикул рен магнитному потоку ротора Фр, и момент.Blocks 12, 13 when the system is in continuous control mode are disabled and zero arrives at the second input of adder 14. When the system enters the step mode, in block 12, the current value of the rotor angle code is recorded, which is subsequently changed by pulses from the converter 11. Depending on the error sign, the code corresponding to the angle is added to the output code of block 12 in block 13 ± 90 ° el. Thus, a stator field is formed, the magnetic flux of which FS is perpendicular to the magnetic flux of the rotor Фр, and the moment.
00
55
00
55
00
55
00
55
00
55
развиваемый при этом двигателем, вл етс тормоз щим. При любом режиме работы системы на выходе сумматора 14 формируетс код углового положени пол статора, на выходе измерител 15 -,код угла рассогласовани между пол ми Фс и Фр, который ограничиваетс при помощи блока 16 в пределах ±90° эд. градусе в, что предотвращает выпадение двигател из синхронизма. В преобразователе 18 записаны коды длительностей и знаки (например, гармонических ) импульсов m функций, сдвинутых на угол 2 /т радиан, которые поступают на входы модул тора 19, где.преобразуютс в широтно модулированные последовательности импульсов.the engine being developed in this case is braking. In any mode of operation of the system, the code of the angular position of the stator is generated at the output of the adder 14, and the code of the meter 15 - at the output of the meter, the code of the angle of inconsistency between the fields Фс and Фр, which is limited by block 16 to within ± 90 ° ed. degree in, which prevents the engine from falling out of synchronism. The converter 18 contains codes of durations and signs (e.g. harmonic) of pulses of m functions shifted by an angle of 2 / t radians, which are fed to the inputs of modulator 19, where they are converted into pulse-width modulated pulse sequences.
Блок 13 может быть выполнен путем синтеза комбинационных схем с использованием арифметико-логических устройств, в шаговом режиме он выполн ет операцию сложени (вычитани ) над выходным кодом блока 12 и двоичным представлением угла в 90 эл. град, .которое однозначно определ етс коэффициентом передачи датчика положени ротора и числом пар полюсов электрической машины.Block 13 can be performed by synthesis of combinational circuits using arithmetic logic devices; in step mode, it performs an addition (subtraction) operation on the output code of block 12 and a binary representation of an angle of 90 e. hail, which is uniquely determined by the transfer coefficient of the rotor position sensor and the number of pole pairs of the electric machine.
Комбинационные схемы по сигналам знака ошибки sign A 0 и выходного сигнала AUn порогового элемента Дип позвол ют выбрать дл реализации одну из функций арифметико-логического устройства (АЛУ): А + В или А - В, где А - входы АЛУ, на которые поступает код блока 12; В - входы АЛУ, код на которые соответствует углу в 90 эл.град. В статическом режиме ошибка системы равна нулю, пороговый элемент 9 имеет выходное значение равное 1, а пороговый элемент 3 - нулевой сигнал. В результате на первый вход сумматора 14 поступает нулевой сигнал . Поскольку ошибка системы равна нулю, импульсы на выходе преобразовател 11 отсутствуют и модул тор 19 генерирует последовательности импульсов посто нной скважности. При этом поле статора неподвижно , максимально по величине и угол поворота его относительно ротора равен а - aresinMH/M0. Таким образом, в режиме поко двигатель развивает синхронизирующий момент, полностью компенсирующий .момент нагрузки на валу при нулевом рассогласовании , т.е. данна система, как и прототип, обладает астатизмом по отношению к моментным возмущени м..The combination schemes for the signals of the error sign sign A 0 and the output signal AUn of the threshold element Dip allow you to choose one of the functions of the arithmetic logic device (ALU) for implementation: A + B or A - B, where A are the inputs of the ALU to which the code arrives block 12; B - inputs of the ALU, the code for which corresponds to an angle of 90 el. In static mode, the system error is zero, threshold element 9 has an output value of 1, and threshold element 3 has a zero signal. As a result, the first input of the adder 14 receives a zero signal. Since the system error is zero, there are no pulses at the output of the converter 11, and the modulator 19 generates sequences of pulses of a constant duty cycle. In this case, the stator field is motionless, maximum in magnitude, and its rotation angle relative to the rotor is equal to а - aresinMH / M0. Thus, in the idle mode, the engine develops a synchronizing moment that fully compensates for the moment of load on the shaft at zero mismatch, i.e. This system, like the prototype, has astatism with respect to moment disturbances.
При подаче на вход системы скачкообразного задающего воздействи Дф код модул рассогласовани I Д0 больше порога срабатывани порогового элемента 3. в результате на его выходе присутствует высокий уровень, а на выходе пороговогоWhen applying to the input of the system a jump-like setting action Df, the code of the mismatch module I D0 is greater than the threshold of the threshold element 3. As a result, there is a high level at its output, and at the output of the threshold
элемента 9 - низкий. Преобразователь 11 отключен от блока 12 и задающее воздействие поступает на первый вход сумматора 14, на второй вход которого поступает 0, т.к. блоки 12, 13 выключены сигналом AUn. На входе измерител .15 присутствует код разности Дф - Л#о и если он больше по абсолютному значению кода, соответствующего 90 эл.градусов, то он ограничиваетс блоком 16, после чего он складываетс с кодом угла положени ротора. Таким образом, система работает в непрерывном режиме. По мере отработки задающего воздействи рассогласовани уменьшаетс и в некоторый момент t tn и происходит переключение пороговых элементов 3 и 9. При этом в блоке 12 записываетс текущее значение кода датчика, выходной код блока 4 обнул етс , преобразователь 11 через блок 10 подключаетс к блоку 12, кроме того, по сигналам ДПп и sign Доопредел етс режим р аботы блока 13 так, что магнитный поток Фс поворачиваетс на 180 эл.градусов , т.е. в блоке 13 осуществл етс прибы- вание кода, соответствующего углу в 90 эд.градусов при Д# 0, и вычитание при IД0 0, к выходному коду блока 12. Двигатель начинает эффективно тормозитьс , т.к. пол статора и ротора перпендикул рны . Вследствие ненулевого рассогласовани с преобразовател 11 поступают импульсы и поле статора продолжает вращатьс в том же направлении, при этом двигатель продолжает тормозитьс .element 9 is low. The Converter 11 is disconnected from the block 12 and the driving action is applied to the first input of the adder 14, the second input of which 0, because blocks 12, 13 are turned off by the signal AUn. At the input of the meter .15 there is a difference code Дф - Л # о, and if it is larger in absolute value of the code corresponding to 90 electrical degrees, then it is limited to block 16, after which it is added to the rotor angle code. Thus, the system operates continuously. As the mastering effect is worked out, the mismatch also decreases at some time t tn and the threshold elements 3 and 9 are switched over. In this case, the current value of the sensor code is recorded in block 12, the output code of block 4 is reset, the converter 11 is connected through block 10 to block 12, in addition, the operation mode of block 13 is determined from the signals of the DPP and sign. So that the magnetic flux Фс is rotated by 180 electric degrees, i.e. in block 13, the code corresponding to the angle of 90 degrees is arrived at D # 0, and subtracted at ID0 0, to the output code of block 12. The engine starts to brake effectively, because floor of the stator and rotor perpendicular. Due to nonzero mismatch, pulses are received from converter 11 and the stator field continues to rotate in the same direction, while the motor continues to brake.
При недетерминированных моментах возмущени поле ротора в системе-прототипе может уйти вперед, что приведет к увеличению рассогласовани между пол ми больше, чем 90 эд.градусов, что в свою очередь повлечет выпадение двигател из синхронизма . Поэтому ограничитель 15With non-deterministic moments of disturbance, the rotor field in the prototype system can go forward, which will lead to an increase in the mismatch between the fields by more than 90 degrees, which in turn will cause the engine to fall out of synchronism. Therefore limiter 15
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894682923A RU1797094C (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Digital servo system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894682923A RU1797094C (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Digital servo system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1797094C true RU1797094C (en) | 1993-02-23 |
Family
ID=21443605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894682923A RU1797094C (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Digital servo system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1797094C (en) |
-
1989
- 1989-04-27 RU SU894682923A patent/RU1797094C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1730610, кл. G 05 D 11/01. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5023538A (en) | PWM inverter apparatus for controlling rotating magnetic flux in a.c. motors | |
US4644234A (en) | Four quadrant control circuit for a brushless three-phase d.c. motor | |
EP0466673A1 (en) | Inverter | |
GB2104691A (en) | Control of brushless motors | |
JPS63290184A (en) | Digital commutator | |
JPS5972991A (en) | Controller for motor | |
US3577057A (en) | System for controlling the speed of a motor utilizing pulse width modulation | |
US5644205A (en) | Asynchronous motor power supply control system | |
US4028600A (en) | Method and apparatus for slow speed operation of an inverter controlled rotating field machine | |
US5495160A (en) | Digital sine wave generator and motor controller | |
Sathiakumar et al. | Microprocessor-based field-oriented control of a CSI-fed induction motor drive | |
RU1797094C (en) | Digital servo system | |
Alidoust Aghdam et al. | Implementation of high performance microstepping driver using FPGA with the aim of realizing accurate control on a linear motion system | |
Kohan et al. | Adaptive control of variable reluctance motors using spline functions | |
SU1730610A1 (en) | Digital tracking system | |
EP0466672A1 (en) | Inverter | |
RU2085018C1 (en) | Induction motor speed governor | |
SU1182619A1 (en) | Device for stabilizing rotational speed of d.c. motor | |
SU1417162A1 (en) | Device for controlling stepping motor with step splitting | |
RU1812599C (en) | Brushless motor | |
SU1667000A1 (en) | Automatic controller | |
SU1577060A1 (en) | Ac electric drive | |
RU1818675C (en) | Method of control of thyratron motor | |
SU1117813A1 (en) | Asynchronous electric drive | |
SU1159146A1 (en) | Digital closed electric drive |