SU1539736A1 - Устройство дл регулировани линейной скорости ленточного материала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике регулировани  неэлектрических величин. Цель изобретени  - повышение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство введены задатчик нат жени  ленты, делитель частоты, счетчики, блоки задержки, сумматоры, перемножающие цифроаналоговые преобразователи, цифроаналоговый преобразователь, блок сравнени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к регулированию неэлектрических величин, в частности к средствам стабилизации линейной скорости ленточного материала при его перемотке с подающего на приемный барабан, и может быть использовано при записи и воспроизведении информации на ленточном носителе, в технологических процессах изготовлени  и обработки ленточного материала и т.д.

Цель изобретени  - повышение точности устройства дл  регулировани  линейной скорости ленточного материала путем обеспечени  посто нства плотности намотки ленты на подающем и приемном барабанах за счет поддержани  посто нного нат жени  ленты.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит приемный 1 и подающий 2 барабаны с ленточным материалом 3, генератор 4 импульсов опорной частоты, делитель 5 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 4 импульсов опорной частоты, задатчик 6 скорости ленты 3, задатчик 7 нат жени  ленты 3, датчик 8 угловой скорости подающего барабана 2, последовательно соединенные первый счетчик 9, первый квадратор 10, первый сумматор 1I, первый цифрозналоговый преобразователь 12, первый блок 13 сравнени , первый блок 14 управлени  скоростью вращени  электродвигател  и первый электродвигатель 15, кинема тически св занный с валом приемного барабана 1, второй вход первого блока 13 сравнени  соединен с выходом задатчика t6 скорости, последовательно соединенные второй блок 16 управлени  скоростью вращени  электродвигател  и второй электродвигатель 17, кинематически св занный с валом подающего барабана 2, датчик 18 угловой скорости приемного барабана 1, после «5 ЯЗ

fsHcS.

довательно соединенные второй счетчик 19 и второй квадратор 20, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора 11, выход генератора 4 импульсов опорной частоты подключен к входу делител  5 частоты, а также к входам первого 9 и второго 19 счетчиков , входы разрешени  счета импульсов

которых св заны с выходами соответственно первого 8 и второго 18 датчиков угловой скорости. Устройство также содержит последовательно соединенные третий счетчик 21, второй цифроанало о в

в 53 736Л

ратором 4 импульсов опорной частоты, успевающих поступить на них за период между импульсами, приход щими с датчиков 18 и 8 угловой скорости соответственно .

а Таким образом, на выходах счетчиков 19 и 9 устанавливаютс  коды чисел , пропорциональных мгновенным значени м периодов вращени  приемного 1 и подающего 2 барабанов. Учитыва  св зь между мгновенными значени ми угловых скоростей и мгновенным периодом вращени  (Т ), можно счи10

говый преобразователь 22, первый блок )$ тать, что на выходах счетчиков уста- 23 задержки, второй сумматор 24, третий сумматор 25, первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь 26, последовательно соединенные четвертый счетчик 27, третий цифроаналотовый 20 преобразователь 28, второй блок 29 задержки, четвертый сумматор 30, п - ъй сумматор 31, второй перемножающий цифроаналоговый преобразователь 32, шестой сумматор 33 и второй блок 34 25 сравнени , выход которого подключен к входу второго блока 16 управлени , а второй вход - к выходу задатчика 7

навливаютс  числовые значени  I/O), и 1/СОг, величины которых обратно пропорциональны величинам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Сигналы, полученные с выходов счетчиков 19 и 9 возвод тс  в квадрат в блоках 20 и 10, на выходах которых, таким образом , устанавливаютс  коды чисел, величины которых ббратно пропорциональ ны квадратам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно . Эти коды суммируютс  в сумматоре 11, на выходе которого

навливаютс  числовые значени  I/O), и 1/СОг, величины которых обратно пропорциональны величинам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Сигналы, полученные с выходов счетчиков 19 и 9 возвод тс  в квадрат в блоках 20 и 10, на выходах которых, таким образом , устанавливаютс  коды чисел, величины которых ббратно пропорциональны квадратам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно . Эти коды суммируютс  в сумматоре 11, на выходе которого

нат жени . Выход делител  5 частоты

св зан с входами разрешени  счета им- JQ формируетс  код, пропорциональный

сумме величин, обратных квадратам мгновенных значений угловых скоростей приемного I и подающего 2 барабанов, т.е. выходной сигнал сумматора равен

35

40

пульсов третьего 21 и четвертого 27 счетчиков, входы которых подключены к выходам соответственно датчика 8 угловой скорости подающего барабана 2 и датчика 18 угловой скорости приемного барабана 1. Вторые входы второго 24 и третьего 25 сумматоров соединены с выходом второго цифроаналогового преобразовател  22, вторые входы четвертого 30 и п того 31 сумматоров - с выходом третьего цифроаналогового преобразовател  28, вторые входы первого 26 и второго 32 перемножающих цифроаналоговых преобразователей - с выходами соответственно первого 9 и второго 19 счетчиков.

Устройство работает следующим образом .

Датчики 18 и 8 угловой скорости преобразуют угловые скорости соответ- Q ственно приемного 1 и подающего 2 барабанов с ленточным материалом 3 в последовательность импульсов, частота следовани  которых пропорциональна скорости приемного 1 подающего 2 барабанов .

Счетчики 19.и 9 суммируют количество импульсов, вырабатываемых генеU

йых

,0

45

где К const;

(О, и сог - мгновенные значени  угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно .

1

Код с выхода сумматора 11 подаетс  на .цифроаналоговьй преобразователь 12, где преобразуетс  в аналоговый сигнал. Этот сигнал поступает на первый вход блока 13 сравнени , на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 6 скорости, равный

U

аых&

С

vF

(2)

55

где С const;

V0 - номинальное значение скорости ленточного материала. Между мгновенными угловыми скорост ми Ц и W2 и мгновенным значением

тать, что на выходах счетчиков уста-

навливаютс  числовые значени  I/O), и 1/СОг, величины которых обратно пропорциональны величинам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Сигналы, полученные с выходов счетчиков 19 и 9 возвод тс  в квадрат в блоках 20 и 10, на выходах которых, таким образом , устанавливаютс  коды чисел, величины которых ббратно пропорциональны квадратам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно . Эти коды суммируютс  в сумматоре 11, на выходе которого

35

U

йых

,0

где К const;

(О, и сог - мгновенные значени  угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно .

1

Код с выхода сумматора 11 подаетс  на .цифроаналоговьй преобразователь 12, где преобразуетс  в аналоговый сигнал. Этот сигнал поступает на первый вход блока 13 сравнени , на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 6 скорости, равный

С

vF

(2)

где С const;

V0 - номинальное значение скорости ленточного материала. Между мгновенными угловыми скорост ми Ц и W2 и мгновенным значением

51539736

линейной скорости ленточного материала существует известна  зависимость

к

1

Of

Q

v2-

(3)

где О const, определ ема  параметрами механизма перемещени  ленточного материала. Таким образом, из (1) - (3) видно, что в случае, если скорость ленточного материала v не равна номинальной Vj(V Ј Vj), на выходе первого блока

13сравнени  возникает сигнал рассогласовани , который через первый блок

14управлени  воздействует на первый электродвигатель 15, мен   его скорость вращени  и, соответственно, скорость вращени  приемного барабана 1

до тех пор, пока не исчезнет сигнал рассогласовани  на выходе первого блока 13 сравнени , при этом линейна  скорость V ленточного материала 3 станет равной номинальной V0„

Силу нат жени  Рц ленточного в зко- упругого материала 3 можно определить по формуле

FH m,(R, - Rztfe) + + mЈ-|r (),

-

где R(, R, - радиусы намотки ленточного материала на приемном 1 и подающем 2 барабанахf , , г - углы поворота приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно;

п« гаЈ коэффициенты, определ в мые механическими, свойствами ленты. Выполнив операцию дифференцирова/« ,

ни  в (4) и опустив величины и Jtt

. как малые (R , и R измен ютс 

за малое врем  практически очень незначительно ) , получим

FH m,(R,-Rzc/Ј) + , +

R, ЈЬ dRz dtt dt

- R

dcfl

4d

)«

«im,(R(() + m2(R,- - R Јb

B-lAt- I

dt

Окончательно после перегруппировки можно записать

FH (п, + 2-a), - On, + mft.-Јb) R,

dt

(6)

-

10

15

20

25

30

40

35

45

50

55

В соответствии с формулой (6) действует введенньй в устройство дополнительный контур стабилизации нат жени .

На входы четвертого 27 и третьего 21 счетчиков с датчиков 18 и 8 угловой скорости поступают последовательности импульсов, частоты следовани  которых пропорциональны угловым скорост м приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. На входы разрешени  счета импульсов четвертого 27 и третьего 21 счетчиков с делител  5 частоты поступают импульсы, частоты следовани  которых меньше частоты импульсов , поступающих на делитель 5 частоты с генератора 4 импульсов опорной частоты. Четвертый 27 и третий 21 счетчики суммируют количество импульсов, успевающих поступить на них с датчиков 18 и 8 угловой скорости приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно за период между импульсами, приход щими с делител  5 частоты.

Таким образом, на выходах счетчиков 27 и 21 устанавливаютс  коды чисел , пропорциональных мгновенным значени м углов поворота Ч1, (i) приемного 1 и г(1) подающего 2 барабанов. Коды с выходов счетчиков 27 и 21 преобразуютс  в аналоговые сигналы в третьем 28 и втором 22 цифроаналоговых преобразовател х и передаютс  на второй 29 и первьй 23 блоки задержки, а также на вторые входы четвертого 30, п того 31 и второго 24, а также третьего 25 сумматоров соответственно. С выходов второго 29 и первого 23 блоков задержки сигналы, пропорциональные 0(1-1) и 2(i-l), поступают на первые входы четвертого 30 и второго 24 сумматоров соответственно, выполн ющих операцию вычитани  и выходной сигнал которых:

и - dCf) - v Ги СП иьых305МЧ {(1) (5)

-4Ci-DJ;

(7)

п - d гШ „ Г о, у. ч и&ых - dtкг(1)

-0(1-1); (8)

где величина -К2 подбираетс  в зависимости от величины такта дискретизации .

Эти сигналы суммируютс  в п том 31 и третьем 25 сумматорах с сигналами, пропорциональными мгновенным значени м углов поворота (i) и (i) соответственно:

-K3qfe+K4. К +

(9)

(10)

где Ка и К4 - const.

Затем аналоговые сигналы с выходов п того 31 и третьего 25 сумматоров передаютс  на второй 32 и первый 26 перемножающие цифроаналоговые преобразователи соответственно, на вторые входы которых поступают со счетчиков 19 и 9 коды чисел, пропорциональных R, и R2, так как с учетом V (СО R при V V0 const величина 1/СО пропорциональна R. Аналоговые сигналы с перемножающих цифроаналоговых преобразователей 32 и 26 поступают на шестой сумматор 33, выполн ющий операцию вычитани  и его выходной сигнал

W,

ow + K4 -аг) R

(кгм + к4

dt

)R

2

(П)

что соответствует формуле (5).

В блоке 34 сравнени  происходит сравнение сигнала с выхода сумматора 33 (U 6W)Ј ) и сигнала с выхода задатчика нат жени  7 (UWIJ( ), величина

которого пропорциональна заданному значению силы нат жени  FHO „ Следрва тельно, на выходе блока 34 сравнени  формируетс  сигнал FH, пропорциональный отклонению силы нат жени  от заданного значени .

Этот сигнал поступает через второй блок 16 управлени  на второй з электродвигатель 17, который, измен  скорость вращени  подающего барабана 2,- устанавливает силу нат жений FH

ленточного материала, равную заданной FHO .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  линейной скорости ленточного материала, содержащее приемный и подающий барабаны с ленточным материалом, задатчик скорости ленты, последовательно соединенные первый счетчик, первый квадратор , первый сумматор, первый цифро- аналоговый преобразователь, первый

   5 блок сравнени , первьй блок управлени  скоростью вращени  электродвигател  и первый электродвигатель, кинематически св занный с валом приемного барабана, выход задатчика ско0 рости ленты подключен к второму входу первого блока сравнени , последовательно соединенные второй блок уп- f равлени  частотой вращени  электродвигател  и второй электродвигатель,

   5 кинематически св занный с валом подающего барабана, последовательно соединенные второй счетчик и второй квадратор, подключенный выходом к второму входу первого сумматора, а

   0 также второй цифроаналоговый преобразователь , датчики угловой скорости подающего и приемного барабанов, выходы которых подключены к входам раз- решени  счета импульсов соответственно первого и второго счетчиков, и генератор импульсов опорной частоты, соединенный выходом с входами первого и второго счетчиков, отличающеес  тем, что, с целью повы- 0 шени  точности устройства, оно содержит третий счетчик, задатчик нат жени  ленты, делитель частоты, последовательно соединенные первьй блок задержки , второй сумматор, третий сумматор , первый перемножающий цифроана логовый преобразователь, последовательно соединенные четвертый счетчик,- третий цифроаналоговый преобразователь , второй блок задержки, четвертый сумматор, п тьй сумматор, второй пере0 множающий цифроаналоговый преобразователь , шестой сумматор, второй блок

   сравнени , выход которого подключен к входу второго блока управлени  частотой вращени  электродвигател , а 5 второй вход - к выходу задатчика нат жени  ленты, причем вход делител  частоты св зан с выходом генератора импульсов опорной частоты, а выход - с входами разрешени  счета импульсов

   5