Устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала

 

Изобретение относится к технике регулирования неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены задатчик натяжения ленты, делитель частоты, счетчики, блоки задержки, сумматоры, перемножающие цифроаналоговые преобразователи, цифроаналоговый преобразователь, блок сравнения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 05 D 13/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЮЕНИЯМ И 01 1РЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР.! (21) 4344394/24-24 (22) 15.12.87 (46) 30.01.90. Бюл. М 4 .(71) Ленинградский институт авиацион-. ного приборостроения (72) С. А. Кудряков, С. Г. Головкин, А. И. Таранчук и В. В. Зуев (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1146633, кл. G 05 D 13/62, 1983.

Авторское свидетельство СССР

И 1229734, кл. G 05 D 13/62, 1984.

Изобретение относится к регулиро" ванию 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 изготовления и обработки ленточного материала и т.д.

Цель изобретения — повышение точности устройства для регулирования линейной скорости ленточного материала путем обеспечения постоянства плотности намотки ленты на подающем н приемном барабанах эа счет поддержания постоянного натяжения ленты.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит приемный 1 и подающий 2 барабаны с ленточным мате" риалом 3, генератор 4 импульсов опор, ЗФ 1536Х36 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО Д1И РЕГУЛИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ ЛЕ11ТОЧПОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к технике регулирования неэлектрических величинЦель изобретения — новь шение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены эадатчик натяжения ленты, делитель частоты, счетчики, блоки задержки, сумматоры, перемножающие цифроаналоговые преобразователи, цифроаналоговый преобразователь, блок сравнения. 1 ил .

) ной частоты, делитель 5 частоты, вход

-которого подключен к выходу генератора 4 импульсов опорной частоты, задатчик 6 скорости ленты 3, эадатчик 7 натяжения ленты 3, датчик 8 угловой скорости подающего барабана 2, после- ь довательно соединенные первый счетчик 9, первый квадратор 10, первый сумматор 11, первый цифроаналоговый преобразователь 12, первый блок 13 сравнения, первый блок 14 управления скоростью вращения электродвигателя и первый электродвигатель 15, кинематически связанный с валом приемного барабана !, второй вход первого блока 13 сравнения соединен с выходом задатчика 6 скорости, последовательйо соединенные второй блок 16 управления скоростью вращения электродвигателя и второй электродвигатель 17, кинематически связанный с налом подающего барабана 2, датчик 18 угловой скорости приемного барабана 1, после1539736 15bl}(1 К у + 1 с

С

SblX ф 1 (2) где С

V б

Между стями 0<

3 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 делителя 5 частоты, а также к входам первого 9 и второго 19 счетчиков, входы разрешения счета импульсов которых связаны с выходами соответст- 10 венно первого 8 и второго 18 датчиков угловой скорости. Устройство также содержит последовательно соединенные третий счетчик 21, второй цифроанало говый преобразователь 22, первый блок 15

23 задержки, второй сумматор 24, третий сумматор 25, первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь 26, последовательно соединенные четвертый счетчик 27, третий цифроаналоговый преобразователь 28, второй блок 29 задержки, четвертый сумматор 30, пятый сумматор 31, второй перемножающий цифроаналоговый преобразователь 32, шестой сумматор 33 и второй блок 34 25 сравнения, выход которого подключен к входу второго блока 16 управления, а " второй вход — к выходу задатчика. 7 натяжения. Выход делителя 5 частоты связан с входами разрешения счета им- 3 О пульсов третьего 21 и четвертого 27 счетчиков, входы которых поцключены 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 преобразователя 22, вторые входы четвертого 30 и пятого 31 сумматоров с выходом третьего цифроаналогового преобразователя 28, вторые входы первого 26 и второго 32 перемножающих цифроаналоговых преобразователей — с

1 выходами соответственно первого 9 и второго 19 счетчиков.

Устройство работает следующим образ ом.

Датчики 18 и 8 угловой скорости преобразуют угловые скорости соответственно приемного 1 и подающего 2 ба- рабанов с ленточным материалом 3 в последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости приемного 1 подающего 2 барабанов.

Счетчики 19.и 9 суммируют количество импульсов, вырабатываемых генератором 4 импульсов опорной частоты, успевающих поступить на них за период между импульсами, Приходящими с датчиков 18 и 8 угловой скорости соответственно.

Таким образом, на выходах счетчиков 19 и 9 устанавливаются коды чисел, пропорциональных мгновенным значениям периодов вращения приемного 1 и подающего 2 барабанов. Учитывая связь между мгновенными значениями угловых скоростей и мгновенным периодом вращения (Т = 2и v), можно считать, что на выходах счетчиков устанавливаются числовые значения 1/сд, и

1/И, величины которых обратно пропорциональны величинам угловых-скоростей приемного l и подающего 2 барабанов соответственно. Сигналы, полученные с выходов счетчиков 19 и 9 возводятся в квадрат в блоках 20 и

10, на выходах которых, таким образом, устанавливаются коды чисел, величины которых ббратно пропорциональны квадратам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Эти коды суммируются в сумматоре ll, на выходе которого формируется код, пропорциональный сумме величин, обратных квадратам мгновенных значений угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов, т.е. выходной сигнал сумматора равен где К = const;

G3 и 4) " мгновенные значения угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно.

Код с выхода сумматора 11 подается на цифроаналоговый преобразователь

12, где преобразуется в аналоговый сигнал. Этот сигнал поступает на пер" вый вход блока 13 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 6 скорости, равный

const; номинальное значение скорости ленточного материала. мгновенными угловыми скорок И и мгновенным значением

5 1539736 линеййой скорости ленточного материала существует известная зависимость — (ш++ш2")R

dV.

d (P (2 2,-! 2 (:! t

1 1 О

Я Я V z )

+ (3) 5 (б) 30 (4) 50

m< (R < й(2) ш2(U (bb " ЗО

„dg ) 2 dt (5) где О = const, определяемая параметрами механизма перемещения ленточного материала.

Таким образом, из (1) — (3) видно, !О что в случае, если скорость ленточного материала .не равна номинальной (V о), на выходе первого блока

13 сравнения возникает сигнал рассогласования, который через .первый блок

14 управления воздействует на первый электродвигатель 15, меняя его скорость вращения и, соответственно, скорость вращения приемного барабана 1

20 до тех пор, пока не исчезнет сигнал рассогласования на выходе первого блока 13 сравнения, при этом линейная скорость V ленточного материала 3 станет равной номинальной Ч

Силу натяжения F ленточного вязкоупругого материала 3 можно определить по формуле

FÄ = m,(R,Ч, — К, 1 ) +

+ шу. (R2 2.) )

d где R R — радиусы намотки ленточно(Э

ro материала на приемном 35 и подающем 2 барабанах; — углы поворота приемного

1. и подающего 2 барабанов соответственно; я,, m - коэффициенты, определяе- 40 мые механическими свойствами ленты.

Выполнив операцию дифференцироваdR ния в (4) и опустив величины ч и 45

dt как малые (R < и К2 изменяются

2(ь за малое время практически очень незначительно), получим

Н 4((Ф 2

ddt

+R — 1- — Ч -R

d4 dRg dy

dt: dt dt

Окончателько после перегруппировки можно записать

В соответствии с формулой (б) дейс твуе т введенный в устройство дополнительный контур стабилизации натяжения.

На входы четвертого 27 и третьего 21 счетчиков с датчиков 18 и 8 угловой скорости поступают последовательности импульсов, частоты следования которых пропорциональны угловым скоростям приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. На входы разрешения счета импульсов четвертого

27 и третьего 21 счетчиков с делителя

5 частоты поступают импульсы, частоты следования которых меньше частоты импульсов, поступающих ка делитель 5 частоты с генератора 4 импульсов опорной частоты. Четвертый 27 и третий 21 счетчики суммируют количество импульсов, успевающих поступить на ких с датчиков 18 и 8 угловой скорости приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно за период между импульсами, приходящими с делителя 5 частоты.

Таким образом, на выходах счетчиков 27 и 21 устанавливаются коды чисел, пропорциональных мгновенным значениям углов поворота V<(i) приемного ! и Ч2(i) подающего 2 барабанов. Коды с выходов счетчиков 27 и 21 преобразуются в аналоговые сигналы в третьем 28 и втором 22 цифроаналоговых преобразователях и передаются на второй 29 и первый 23 блоки задержки, а также на вторые входы четвертого 30, пятого 31 и второго.24, а также третьего 25 сумматоров соответственно.

С выходов второго 29 и первого 23 блоков задержки сигналы, пропорциональные {1,(i-1) и 92{1-l), поступают на первые входы четвертого 30 и второго 24.сумматоров соответственно, выполняющих операцию вычитания и выходной сигнал которых:

1539736, (8)

5 где величина -К подбирается в зависи2 мости от величины такта дискретизации.

Эти сигналы суммируются в пятом 31 и третьем 25 сумматорах с сигналами, пропорциональными мгновенным значениям углов поворота (,(i) и V (i) соответственно:

d C1 g, () )(3» 4 d (9) Ьы1 . K> » К4 гь dC

d9,1

Uq„(у (IC>C1 + К / R (1 1 ) 40 что соответствует формуле (5).

В блоке 34 сравнения происходит сравнение сигнала с выхода сумматора 45

33 (U „„) и сигнала с выхода задат (33 чика натяжения 7 (U,) ), величина ))(7 которого пропорциональна заданному значению силы натяжения Р»ю . Следрва- 50 тельно, на выходе блока 34 сравнения формируется сигнал 4Р„, пропорциональный отклонению силы натяжения от заданного значения.

Этот сигнал поступает через,второй блок 16 управления на второй ю электродвигатель 17, который, изменяя скорость вращения подающего барабана

2,- устанавливает силу натяжения Рн

20 где К и К4 — сопя"..

Затем аналоговые сигналы с выходов пятого 31 и третьего 25 сумматоров передаются на второй 32 и первый 26 перемножающие цифроаналоговые преобра- 25 зователи соответственно, на вторые входы которых поступают со счетчиков

19 и 9 коды чисел, пропорциональных

R, и R<, так как с учетом V (Cd = R нри 7 = Ч = сопзй величина 1/(2 про- 30 порциональна R Аналоговые сигналы с перемножаищих цифроаналоговых преобразователей 32 и 26 поступают на шестой сумматор 33, выполняющий операции вычитания и его выходной сигнал ленточного материала, равную заданF)» о °

Формула из обретения

Устройство для регулирования.линейной скорости ленточного материала, содержащее приемный и подающий бара-. баны с ленточным материалом, задатчик скорости ленты, последовательно соединенные первый счетчик, первый квадратор, первый сумматор, первый цифроаналоговый преобразователь, первый блок сравнения, первый блок управления скоростью вращения электродвигателя и первый электродвигатель, кинематически связанный с валом приемного барабана, выход задатчика скорости ленты подключен к второму входу первого блока сравнения, последовательно соединенные второй блок управления частотой вращения электродвигателя и второй электродвигатель, кинематически связанный с валом подающего барабана, последовательно соединенные второй счетчик и второй квадратор, подключенный выходом к второму входу первого сумматора, а также второй цифроаналоговыи преобразователь, датчики угловой скорости подающего и приемного барабанов, выходы которых подключены к входам разрешения счета импульсов соответственно первого и второго счетчиков, и генератор импульсов опорной частоты, соединенный выходом с входами первого и второго счетчиков, о т л и ч а ищ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит третий счетчик, задатчик натяжения ленты, делитель частоты, последо-... вательно соединенные первый блок задержки, второй сумматор, третий сумматор, первый перемножаищий цифроаналоговый преобразователь, последова-. тельно соединенные четвертый счетчик,. третий цифроаналоговый преобразователь, второй блок задержки, четвертый сумматор, пятый сумматор, второй перемножающий цифроаналоговый преобразователь, шестой сумматор, второй блок сравнения, выход которого подключен к входу второго блока управления частотой вращения электродвигателя, а второй вход — к выходу задатчика натяжения,ленты, причем вход делителя частоты связан с выходом генератора импульсов опорной частоты, а выход— с входами разрешения счета импульсов

Составитель Л. Цаллагова

Редактор М. Петрова Техред п.0лийнык Корректор Н. Король

Заказ 218 Тираж 634 Подл ис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

9 15 третьего и четвертого счетчиков, входы которых подкличены к выходам соответственно датчика угловой скорости подающего барабана и датчика угловой скорости приемного барабана, выход третьего счетчика через второй цифроаналоговый преобразователь подключен к входу первого блока задержки и вторым входам второго и третьего сумматоров, выход первого счетика соединен

39736 10 с вторым входом первого перемножаицего цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с вторым входом шестого сумматора, к вторым входам четвертого и пятого сумматоров подкличен выход третьего цифроаналогового преобразователя, а к второму входу второго перемножанщего цифроаналогового преобраз оватсля — выход второго счетчика.