190189. lajstromszámú szabadalom • Eljárás állandó vagy lassan változó szögsebességarányban forgó tengelyek nagypontosságú hekyzet és sebességszabályozására, előnyösen fogaskerék köszörűgéphez és kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására
1 190 189 2 A találmányt ábráink segítségével ismertetjük, ahol az 1. ábra az analóg csatorna karakterisztikája, a 2. ábra a találmány szerinti eljárással előállított szabályozó jel statikus karakterisztikája, a : 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés példaképpeni kiviteli alakja fogaskerék köszörűgép esetében, a 4. ábra a szinkron helyzet és sebességszabályzó kapcsolási elrendezése, az 0 5. ábra az MSB és a fázisdemodulált jel időfüggvénye a slave tengely késése esetén, a 6. ábra az MSB és a fázisdemodulált jel időfüggvénye a slave tengely sietése esetén. A találmány szerinti eljárásnál az egy vagy több 5 master impulzusadójeleiből (fM1, fM2....) egy alapjelképző állítja elő az Fa alapjel impulzus sorozatot. A slave tengelyen elhelyezett impulzusadó szolgáltatja az Fs slave impulzussorozatot. A két impul- 2o zussorozat különbsége a pillanatnyi helyzeti hibajel, melynek feldolgozását egyidejűleg és párhuzamosan, digitális és analóg csatornán végezzük. A digitális hibajelből egy hardware aritmetikai egység vagy egy mikroszámítógépes software segít- 25 ségével arányos és integráló (Pl) vagy arányos integráló és differenciáló (PID) ismert típusú algoritmussal olyan digitális szabályzójelet állítunk elő, mely a slave tengely motorjával együtt 2-es típusú szabályzó kört realizál és így a slave tengely helyze- 30 tét állandósult állapotban a 0 helyzeti hibájú állapothoz vezeti. Ezzel a megoldással állandósult állapotban a hibajel számláló legmagasabb értékű bitje határciklus jelleggel a [0] és [ — 1 ] között billeg és impulzussorozatként viselkedik. 35 Mivel ennek középértéke [-0,5] a digitális szabályzórészt úgy vitelezzük ki, hogy a hibaszámláló tartalmához, azaz a helyzeti hibajelhez + 0,5 egységet állandóan hozzáadunk, hogy ezáltal a szinkron helyzet pontosan a slave tengely 0 hibájú állapotú- 4Q nál alakuljon ki. A y1 szabályzó jel tehát a következő PID algoritmussal jön létre: Kr xí + 0-5) + Yr £ (x* + 0,5) + k- I 45 , ahol Kd a digital-analóg átala, TD + T-(xk-Xi To kító átviteli tényezője. \k a reverzibilis hibaszámláló tartalma a K-adik időpillanatban 50 V,a reverzibilis hibaszámláló tartalma a K—1- edik időpillanatban x’ a reverzibilis hibaszámláló tartalma az i-edik időpillanatban To , 55 — az összegzés (integrálás) átviteli tényezője T ^ a differenciálás átviteli tényezője amennyiben Pl algoritmust használunk úgy a szög- qq letes zárójel harmadik tagja természetesen nulla. A szabályozó integráló része biztosítja, hogy állandósult állapotban a helyzeti szinkron (az álló állapotban beállítottál azonos relatív helyzet) fentmarad és a szinkronizáláshoz nincs szükség az ß5 alapjel sebességével arányos jel előállítására és előrevezetésére. Az analóg csatorna jele a hibajelszámláló előjelbitjének kvázistacioner billegéséből áll elő. Minthogy az előjelbit 0-ba billenését az fa alapjel impulzus, a - 1 -be billenését az fs slave impulzus idézi elő, az előjelbit maga is impulzussorozatként viselkedik, melynek kitöltési tényezője az alapjel és a slave jel fáziskülönbségével arányos és ez a digitális jel finomabb felbontását adja. E jel pontosságát az impulzusadók jel-éleinek pontosságára megadott tűrésérték határozza meg. Ez a digitális felbontásnál kisebb, annak törtrésze. Ezt az analóg jelet - a találmány szerint - egy szűrő segítségével demodulálva közvetlenül a hibajelszámlálóból nyerjük, így nincs szükség a fázis digitális úton végzett mérésére. Az analóg csatorna fázisdemodulátora egy kapcsoló erősítőből és egy aluláteresztő szűrőből áll. A kapcsoló erősítő az előjelbit 0 értékéhez a + UR, a - 1 értékéhez a - UR feszültséget rendeli. Az aluláteresztő szűrő ennek időbeli átlagát képezi és előállítja az y2 analóg jelet. Ha a hibajelszámláló tartalma bármely pozitív szám, akkor az előjelbit 0 értékű. Ha negatív szám akkor az előjelbit 1 értékű. Az analóg csatorna tehát a [0, - 1] increment tartományban dolgozik és átviteli karakterisztikáját az 1. ábrán látható y = SAT (X) korlátozó függvény jellemzi. Az analóg csatorna által előállított analóg jel tehát a következőképpen jön létre: y2 = Ka. SAT (X) ahol Ka az analóg csatorna átviteli tényezője, X az alapjel és a slave mérőjel impulzusok fáziskülönbsége. A digitális és az analóg csatornán nyert y, és y2 jeleket összegezve kapjuk a szabályzó kör kimenő jelét y = yi + y2 A szabályzó kör 0,5 incrementnél nagyobb helyzeti eltérések esetén digitális helyzet-szabályozásként, a 0,5 inkrement vagy annál kisebb eltérések esetén fáziszárt szögsebességszabályozásként viselkedik. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló kapcsolási elrendezés alkalmazását a 3. ábrán egy csigakorongos fogköszörü tárgyhajtás szabályozókörének példáján mutatjuk be. Az 1 csigakorong s szögelfordulását a 2 impulzusadó méri és szolgáltatja az fM1 frekvenciájú „mester” impulzusokat. A 3 alapjelképző fogadja az fM1 és az ábrán nem jelölt forrásból származó fM2 impulzusokat, és kimenetén kiadja az elvégzendő feladatnak megfelelő algoritmussal képzett fa jelet, impulzussorozat formájában. A 4 munkadarab (pm elfordítását az 5 motor végzi, az elforclítást a 6 impulzusadó méri, amelynek kimenőjele fs frekvenciájú impulzussorozat. Az fa és fs jeleket ti 7 szinkron helyzet és sebességszabályzó fogadja, és előállítja az 5 motort 8 vezérlőegység számárai az y beavatkozó jelet. A találmány szerinti 7 szinkron helyzet- és sebességszabályozó felépítését és működését a 4. ábra alapján részletesen ismertetjük. 4
