Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится.к электротехнике , к сисуемам управления шаговыми приводами и может быть использовано в системах слежения за движущимися объектами. Uejfb состоит в повышении бьа:тродействия. Цель достигается за счет того, что обработка большой динамической ошибки, соответствующей скачкам частоты входных управляющих импульсов fex fwaxc превышающей по времени значения при разгоне от fpp до , , где f„Р - частота приемистости, происходит при значениичастоты, равной сокращает время отработки и повьшает быстродействие. 1 ил. 00 ел 35 С35 N)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5 176 А2 (19) (11) (gI) y Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЬ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ (61) 1066018 (21) 4052290/24-07 (22) 09.04.86 (46) 30.11.87. Бюл. ¹ 44 (72) Б.Н.Шпикалов, А.Е.Машкевич и О.К.Капитонов (53),621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1066018, кл. Н 02 Р 8/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится,к электротехнике, к системам управления шагоными приводами и может быть использовано в системах слежения за движущимися объектами. Цель состоит в повышении быстродействия. Цель достигается за счет того, что обработка большой динамической ошибки, соответствующей скачкам частоты входных управляющих импульсов Е р Е „и превышающей по времени значения при раз п до f„„ñ rpe f тота приемистости, происходит при значении- частоты, равной f что сокращает время отработки и повышает быстродействие. 1 ил.

1356176

Изобретение относится к электротехнике, к системам управления приводами с шаговыми двигателями, может быть использовано н системах сле5 жения за движущимися объектами и является дополнительным к основному изобретению по авт.св. ¹ 1066018.

Цель изобретения — повышение быстродействия шагового двигателя. 10

На чертеже приведена структурная схема устройства управления шаговым двигателем.

Устройство содержит ренерсивный счетчик i, первый 2 и второй 3 KS15 триггеры, первый 4 и второй 5 ключи„ генератор 6 с антоподстройкой частоты, распределитель 7 импульсов, частотный компаратор 8, задатчик 9 частоты приемистости, первый элемент

И 10, первый элемент ИЛИ 11, логической компаратор 12 с входом задания кода, второй элемент И 13, задатчик 14 максимальной частоты, третий

25 элемент И 15, второй элемент ИЛИ 16, усилитель 17 мощности, шагоный двигатель 18, вход которого подключен к выходу усилителя 17 мощности, вход которого соединен с выходом распределителя 7, подключенного своим входом к выходу первого ключа 4, к входу элемента 19 задержки и к выходу второго ключа 5, первый вход которого соединен с выходом генератора 6 с антоподстройкой частоты, вход ко- 35 торого подключен к выходу первого элемента ИЛИ 11, соединенного перньвл входом с выходом нторого элемента И.13, а вторым входом с выходом первого элемента И 10, подключенного 40 первым входом к первому выходу частотного компаратора 8, а вторым входом — к выходу задатчика 9 частоты нриемистости и к первому входу частотного компаратора 8, соединенного 45 вторым входом с входом устройства,, первым входом первого ключа 4, вторым входом реверсивного счетчика 1 и первым входом второго элемента . И. 13, второй вход которого подключен к второму выходу частотного компаратора 8 и к первому входу первого триггера 2, первый и второй выходы и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом первого ключа 4, вторым входом второго ключа 5 и вторым ныходом реверсивного счетчика 4, первый вход которого подключен к выходу элемента 19 задержки, а первый выход — к первому входу логического компаратора 12, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 16, первый вход которого подключен к второму выходу реверсивного счетчика 1, а выход — к первому входу второго триггера 3, подключенного вторым входом к второму выходу логического компаратора 12, причем первый выход второrо триггера 3 подключен к первым входам первого 10 и второго 13 элементов И, а второй выход — к первому входу третьего элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 11, а второй вход — с выходом задатчика 14 максимальной частоты.

Устройство для управления шаговым двигателем работает следующим образом.

В исходном состоянии в реверсивном счетчике 1 записано число, равное нулю„ что обеспечивает установку триггеров 2 и 3 по входу сброса К в состояние Q = О и Q = 1, запирание ключа 5 и отпирание ключа 4. При этом импульсы с выхода генератора 6 с антоподстройкой частоты (состоящего, например, из управляемого генератора и частотного компаратора) не поступают на вход распределителя 7 импульсов.

Частотный компаратор 8 работает следующим образом.

UpH f „ fÄ< UA = О, U = 1; прН та входных импульсов; f — частота приемистости).

Таким образом, в исходном состоянии при f,„„— =О 1.д = О, Uz = 1 и, следовательно, частота приемистости „р с выхода эадатчика 9 через элементы И 10 и ИЛИ 11 поступает на вход генератора 6 с автоподстройкой частоты. Это обеспечивает поддержание на выходе генератора 6 частоты, равной частоте приемистости.

При подаче на вход устройства импульсов с частотой f „а f„ выходные сигналы частотного компаратора 8 те же, что и при f „ = О, т.е. Пд = О, — 1. Триггер 2 не изменяет своего состояния, и импульсы входной частоты поступают через ключ 4 на вход распределителя 7 импульсов и через элемент 19 задержки — на .вход вычитания счетчика 1. На вход сложения

1356176 счетчика 1 поступают непосредственно входные импульсы.

По окончании следования импульсов схема возвращается в исходное состояние.

При подаче на вход устройства имПУЛЬСОВ ЧаСтстОй Г„ < Г „ Г „ „с На вьгходах частотного компаратора 8 ус-= танавливаются сигналы U д — — 1, U = О (f — максимальная частота устаномакс вившегося периодического режима, за— висящая от нагрузочной способности

ШД). При этом состояние триггера 2 изменяется на О = 1, Q = О. что приводит к закрыванию ключа 4 и откры— ванию ключа 5.

Логический компаратор 12 сравнивает коды, подаваемые на вход В с параллельных выходов реверсивного счетчика 1 (с и разрядов), и заданный по входу С. Код, задаваемый по входу

С, на единицу младшего разряда превышает код, соответствующий максимальной динамической ошибке, накопленной в счетчике 1 при разгоне шагового двигателя от частоты приемистости до Г „ (п разрядов счетчика).

На одном из выходов логического компаратора 12 появляется сигнал, когда код динамической ошибки превышает код по входу С (В>С); на другом выходе сигнал появляется, когда код динамической ошибки меньше кода, поданного по входу С (B C).

При f „с f f макГ сигнал ется на выходе В<С логического компаратора, что не изменяет состояния триггера 3 (О = 1, О = О ).

Входная частота устройства f через открывшийся элемент И 13 и элемент ИЛИ 11 поступает на вход генератора 6 с автоподстройкой частоты вместо частоты нриемистости, так как

U = 1, U =О.

При этом шаговый двигатель разгоняется от частоты приемистости до заданной входной частоты, поскольку импульсы с выхода генератора 6 пос тупают на вход распределителя 7 импульсов, а начальная частота генератора 6 равняется частоте приемистости.

Обратная связь внутри генератора

6 обеспечивает поддержание частоты, равной Й „, после окончания разгона шагового двигателя.

После прекращения серии входнь1х импульсов на выходах частотного компаратора 8 устанавливаются сигналы

UА = О, U = 1. Однако триггер 2 не изменяет своего состояния до тех пор, 5 пока Ггри торможении двигателя не списываются все импульсы. накопленные в счетчике 1 (динамическая ошибка разгона до Й ). Торможение идет до вx тех пор„ пока частота генератора 6 не сравняется с частотой приемистости, поступающей на вход генератора 6 через элементы И 10 и ИЛИ 11. По окончании торможения счетчик 1 вырабатывает сигнал (обнуление счетчика), и триггер 2 устанавливается в исходное состояние Q = О, Q = 1, что приводит к запиранию ключа 5 и отпиранию ключа 4.

С поступлением на вход устройства

2р час Готы управляющих импульсoB

Йв,- Гмакс шаговый двигатель разгоня— ется до максимальной частоты по вышеописанной процедуре.

При достижении динамической к

Z5 ошибкой значения (код счетчика 1 . превьплающего значейие кода по входу логического компаратора 12 на единицу младшего разряда, появляется сигнал по входу логическсго компаратор» В С, 3Q и триггер 3 переходит в состояни:

0 = 1, = О. Прн этом к входу генератора 6 подключается задатчик 14 максимальной частоты f„,„, через элементы И 15 и ИЛИ 11 ьместо подключен ной ранее входной частоты в„,, даль35 нейший разгон двигателя прекращается и отработка,динамической ошиоки, накапливаемой счетчиком 1, происходит на частоте f

После прекращения ссрии входных импульсов f „»f,,äx динамическая ошибка также отрабатывается на частоте м,, до момента появления сигнала по выходу компаратора 12 В>С

45 (при значении динамической ошибки, соответстьующей разгону двига" åëÿ от частоть. приемистости Ев до f- а„ ), при котором триггер переходит в состояние Q = О, Q = 1. При этом к входу

50 генератора 6 подключается частота от эадатчика 9 f. через элемент И 10, работа которого разрешается состоянием триггера 3 Q = 1 и состоянием частотного компаратора 8 U = i, и

55 элемент ИЛИ 11, Кроисходит торможение двигателя от частоты f,,, до частоты f„ обнуления счетчика 1, при котором схема переходит в исходное состояние.

1356176

Составитель В.Алфимов

Техред М.Ходанич

Редактор А.Маковская

Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 5808/52 Тираж 659

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4

Если после воздействия f p f входная частота не прекращается, а имеет значение f < f Ä « f, или то схема после отработки динамической ошибки, превышающей значение кода по входу С логического компаратора 12, переходит в режим работы на частоте f „.

Изобретение позволяет повысить быстродействие шагового двигателя благодаря тому, что отработка большой динамической ошибки, соответствующей скачкам частоты входных управляющих импульсов fÄÄ f „ и и - макс превышающей по времени значение при разгоне от Й„ до feyxe происходит при значении частоты, равной что сокращает время отработки и повышает быстродействие, при этом расширяется диапазон применения устройства.

Формула и з обре тенин

Устройство для управления шаговым двигателем по авт.св. N - 1066018, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены задатчик максимальной частоты, 5 второй RS-триггер, второй элемент

ИЛИ, третий элемент И, логический компаратор и элемент задержки, соединяющий вход распределителя с первым входом реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с первыми входами логического компаратора, выход обнуления — с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом логического компаратора, выход — с

R-входом второго RS-триггера, к Sвходу которого подключен второй выход логического компаратора, первый выход второго RS-триггера подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второй выход — к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, а второй вход—

25 с датчиком максимальной часто ты.