Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и мож,ет быть использовано в дискретном приводе с регулированием скорости в широких пределах. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем изменения скорости во время движения. Для этого генератор 1 формирует на выходе три частоты, первая из которых через элементы И 5 и 6 поступает на реверсивный счетчик 7, выходной код которого является адресом запоминающего устройства 8, в котором записаны значения ускорения каждого аппроксимирующего траекторию движения участка. Выходной f код запоминающего устройства 8 определяет коэффициент пересчета управляемого делителя частоты на основе интегратора 9,на тактовый вход которого поступают импульсы второй частоты с генератора 1. Выходная частота интегратора 9 через элементы И 12 и 13, на вторые входы которых заведены выходные шины схемы сравнения 19 заданной и текущей скоростей, поступает на реверсивньш счетчик 14, выходной код которого определяет текущую скорость и поступает на .один вход схемы сравнения 19 и вход регистра 15, стробируемого выходными импульсами. Выходной код регистра 15 определяет коэффи циент пересчета управляемого делителя частоты на основе интегратора, на тактовый вход которого поступают импульсы третьей частоты с выхода генератора 1. Выходные импульсы с интегратора поступают на распределитель импульсов 22 и далее на силовые элементы управления двигателем. Таким образом, устройство аппроксимирует траектории движения множеством участков с постоянным ускорением. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с с/) 00 О5 00 ГчЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 Н 02 P 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (o

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 40? 5189/24-07 (22) 20,02,86 (46) 15.03.88. Бюл. М - 10 (72) С.Е.Мужелев и Н.Н.Романьков (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1224944, Н 02 Р 8/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М- 1014119, кл. Н 02 P 8/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к управленим электрическими машинами и может быть использовано в дискретном приводе с регулированием скорости в широких пределах. Цель состоит в расширении функциональных возможностей путем изменения скорости во время движения. Для этого генератор

1 формирует на выходе три частоты, первая из которых через элементы И 5 и 6 поступает на реверсивный счетчик

7, выходной код которого является адресом запоминающего устройства 8, в котором записаны значения ускорения каждого аппроксимирующего траек торию движения участка. Выходной

„„80„„ИВМВ2 А1 код запоминающего устройства 8 определяет коэффициент пересчета управляемого делителя частоты на основе интегратора 9,на тактовый вход которого поступают импульсы второй частоты с генератора 1. Выходная частота интегратора 9 через элементы И 12 и 13, на вторые входы которых завеpeHbl выходные шины схемы сравнения

19 заданной и текущей скоростей, поступает на реверсивный счетчик 14, выходной код которого определяет текущую скорость и поступает на .один вход схемы сравнения 19 и вход регистра 15, стробируемого выходными импульсами. Выходной код регистра

15 определяет коэффициент пересчета управляемого делителя частоты на основе интегратора, на тактовый вход которого поступают импульсы третьей частоты с выхода генератора 1. Выходные импульсы с интегратора поступают на распределитель импульсов

22 и далее на силовые элементы управления двигателем. Таким образом, устройство аппроксимирует траектории движения множеством участков с постоянным ускорением. 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

1

13

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано в дискретном приводе с регулированием скорости в широких пределах. ! (ель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей путем изменения скорости во время движения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 график аппроксимации выходной частоты устройства.

Устройство содержит генератор импульсов 1 с выходами 2-4, выход 3 через первый и второй элементы И 5 и 6 подключен к выходам реверсивного счетчика 7, с выходом которого связано запоминающее устройство (ЗУ) 8, управляемый делитель частоты 9 на основе сумматора 10 и регистра 11, соединенного через третий и четвертый элементы И 12 и 13 с дополнительным реверсивным счетчиком 14, выход которого соединен через регистр 15 с управляемым делителем частоты 16, на основе сумматора 17 и регистра

18, элемент сравнения кодов 19, выходы 20 и 21 которого соединены с вторыми входами элементов И 5, 6, 12, 13, и распределитель импульсов

22> соединенный входом с выходом управляемого делителя частоты 16.

Вход управляемого делителя частоты

9 соединен с выходом запоминающего устройства 8, тактовый вход регистра 11 соединен с выходом 2 генератора, а тактовый вход регистра 18— с выходом 4 генератора. Один вход элемента сравнения кодов 19 соединен с шиной задания скорости, а второй вход — с выходом дополнительного реверсивного счетчика 14.

Устройство работает следующим образом.

Траектория разгона (торможения) шагового двигателя аппроксимируется участками,,, С .. ° с постоянным ускорением. Величина ускорения для каждого участка определяется значением кода, занесенного в ЗУ 8 по адресу каждого участка.

Перед началом движения в схему сравнения 19 по одному входу записывается код заданной скорости, на которую должен выйти шаговый двигатель. Начало движения осуществляется пуском генератора импульсов 1, 81682 2 на выходах 2, 3 и 4 которого появляются импульсы с частотами Г1, F2 и РЗ соответственно, Одновременно с пуском генератора 1 срабатывает схема запуска (на функциональной схеме устройства не показана), которая вырабатывает первый ориентирующий импульс на входе распределителя

1р импульсов 22.

Импульсы с частотой F1 поступают на первые входы элементов И 5 и 6, вторые входы которых соединены с выходами 20 и 21 элемента сравнения

15 кодов 19. На этапе разгона двигателя, когда заданная скорость превышает текущую скорость двигателя, на выходе 20 присутствует сигнал "1", который разрешает прохождение импульсов с частотой F1 eÐe»«ì » !1 вход прямого счета реверсивного счетчика 7. Первым же импульсом на выходе счетчика 7 устанавливается код, который является кодом адреса

ЗУ 8. По первому адресу из ЗУ 8 выбирается значение кода величины ускорения на первом участке t траектории разгона. Значение кода на выходе ЗУ 8 записывается на второй вход сумматора 10. На тактовый вход регистра 11 поступают импульсы с выхода

3 генератора 1 с частотой Р2, кото5 5 рая в 10 -10 раз превышает частоту Е1.

Частота на выходе переноса сумматора 10 f интегратора прямопропорциональна величине ускорения и определяется следующим выражением

Fг !!а

Е

4Р

5М О где Nö — код величины ускорения на втором входе сумматора 10;

N — разрядная емкость суммато5М10 ра 10, по заполнению которой на шине переноса появляется" импульс.

Выходная частота интегратора f поступает на первые входы третьего

5р и четвертого элементов И 12 и 13.

На этапе разгона "1" на выходе

20 разрешает прохождение импульсов с выхода сумматора 10 через элемент

И 12 на вход прямого счета дополнительного реверсивного счетчика 14.

Код на выходе счетчика 14 прямо пропорционален текущей скорости двигателя, Этот код первым ориентирующим импульсом со схемы запуска переписы1381 бЯ2

5M <Т

Тч = — — — — 1 ч Fç

20 ки двигателя„

55

»лется в дополнительный регистр 15, л также поступает нл »торой 13ход элемента 19. Выход регистра 15 соединен с вторым входом сумматора 17, Нл тлктовьпт вход регистра 18 поступают импульсы с частотой 3 с выхода

4 генератора 1. Частота 3 выбирается меньше минимальной частоты f„ в -10 рлз. Частота нл выходе сумматора 17 пропорциональна скорости д»иглтеля. Период частоты Т «л вь<ходе сумматора 7 определяется следующим вьтрстже!тием где М вЂ” код величины скорости «а

v втором входе сумматора 1,;

М вЂ” разрядная емкость с ултмл т с<5 Е<<. 11 рл 17, Flo заполнению кс тo

pnII FIa F3blxoJEe интегратора появляется импульс.

Наг(ее импульсы поступают нл распределитель импульсов 22, управляющие двигателем. По фронту клжт(ого выходного импульса в регистр 15 заносится новое текущее значение ко;<л нл нь.ходе счетчика 14, работающего» режиме г3аз го!та на сложеттие. Увеличит<лк<шийся во времени код на выходе счетчика 14 приводит, клк это следует из пред!!цу:тег з выражения, K постояlilloму уменьшению во времени перис дл выходной частоты, Таким обрлзсм, осуп<ествляется рлзгoli на первом;.-<лстке с постоянным заданным ускорением, Длительность каждого участка траектории разгона (торможения) определяется периодом частоты 3<1. Очередной импульс нл частоты Г1 увеличивает состояние счетчика 7 на еди«ипу, определяя тем самым следующи адрес ЗУ 8, по которому злписл. код ускс<рения «о»ого у тлсткл трлеТ,тор«и рлзгoнл. Этот код приводит к проГ:.ОРЦТТОТТЛ<ТЬТТОМУ ИЗМЕНЕНИЮ ВЫХОДНОЙ члстоты с суьть<лторл 10 и соотве-ст1 Е !1!ТО Т IТ <М< l < ТТИ10 СК ОРОС ТИ СЧЕ 1 a с <с.тчикл 14, л также к изменению скорс<сти у»епичений F3blxoJJ,HoH частоты сумматора 17 в единицу времени.

8 мс< .1<э l<т к

"0". В Этс<М Гну<ТЛЕ ЭЛЕМЕНТ И 5 Занн5

35 рлется, прекрлщ<ая тем слмым рлб ту счетчика 7 и выбор нс вых 3«л Тс «;li<

aqpeca и кодл Зу 8. Упрлт<л»ешь<11 литель частоты при этом рлбс т<Тет с постоянной выходной частотой. Злпирается также элемент И 1- прекрлщая работу счетчика 14, «л »ьтходе которого с этого момента присутствует постоянньпт код, переписыг<лемый с каждым выходным импульсом сумтлтора 17 в регистр 15. Выход«ля члстота УПРаНЛЯЕМОГО .ТЕЧТТтЕЛЯ ТЛСтотЬТ остается постоянно«, что о3»лчлет постоянную скорссть движения дв!тглтсля,.

На этапе торможения д»игателл происходят процессы, обратные опислсн— ным.

Если задаваемая скорост!. ме!31.!!те текущей скорости двигателя, то :ровень "1" присутствуст уже ттл выходе

21. При этом для Е1 открывается элемент И 6, выходом соеди«енньпт с входом обратного счетчика 7. Счетчик работает нл вычитании ранее уста«о»ленного кода. Соответственно считывается предыдущий адрес p 8, л также KoD записанный пс пред! тлу1!(ему адресу. С каждым новым з 11

Устройство позволяет осуществлять изменение скорости двигателя в л(пбой момент движения, л также аппроксимировать любую траекторию !<ниже«ия в переходных режимах, по»ыси» те.т с.лмым качество рлботы дниглтеля. Изьте— нением частоты Г генерлт рл можно выбирать участки аппрс кспм;3;тци дос-.;Iточно малой величины, об(-.с.по

Устройство легко перепл: Тжит<лТ.тся, объем ЗУ требуется н 100 — 00 рлз меньший,чем при пошаго»с<м 1;;< грлммировании траектории, с«от<«т< т»oi«ln сокращается трудоемкое тТ, .р т рллт<11рования, 1381682

Ь

Уя

Ур

Vg г у 4

Фиг. 2

Составитель B Àëôèìîâ

Техред M.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Редактор О.Спесивых

Заказ 1192/54

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.!!роектная, 4

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее генера5 тор импульсов, соединенный выходом с входом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, запоминающее устройство, подключенное адресными входами к выходу реверсивного счет- О чика, элемент сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной задания скорости, распределитель импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функцио нальных возможностей путем изменения скорости во время движения, введены второй управляемый делитель частоты, дополнительный реверсивный счетчик, регистр, четыре элемента 2И, а генератор импульсов выполнен с двумя дополнительными выходами, первый из которых соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И, первые входы третьего и четвертого элементов 2И соединены с выходом первого управляемого делителя частоты, вторые входы элементов 2И попарно подключены к выходам элемента сравнения кодов, выходы первого и второго элементов 2И подключены к входам реверсивного счетчика, третьего и четвертого — к входам дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого соединены с вторым входом элемента сравнения кодов и информационным входом регистра, тактовый вход которого соединен с входом распределителя импульсов и выходом вто" рого управляемого делителя частоты, вход делителя которого подключен к выходу регистра, а вход — с вторым дополнительным выходом генератора импульсов, а выход запоминаюшего устройства подкг чен к входу управляемого делитель частоты.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что управляемый делитель частоты состоит из регистра и сумматора, выход переполнения которого является выходом делителя частоты, а информационный выход соединен с соответствующим входом регистра, выход которого соединен с одним из входов сумматора.