DE3204943A1

DE3204943A1 - Steuersystem fuer einen hin- und herbewegenden motor

Info

Publication number: DE3204943A1
Application number: DE19823204943
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokyo Koide
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1982-08-19
Anticipated expiration: 2002-02-13
Also published as: DE3204943C2; US4591767A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen hin- und herbewegenden Motor, und betrifft insbesondere ein Steuersystem für einen Motor, der verwendet wird, um für eine wiederholte Hin- und Herbewegung einen Wagen eines Kopiergeräts, welcher eine Lampe, Spiegel usw. trägt, einen Abtastkopf eines Faksimilegeräts, einen Aufzeichnungskopf eines Druckers oder ein ähnliches bewegbares Teil anzutreiben.

Beim Steuern eines Motors der vorbeschriebenen Art sollte de-T Motor so schnell wie möglich nach einem Beginn seiner Bewegung auf eine konstante Geschwindigkeit kommen. Ein bisher bekanntes Motorantrieb-Steuersystem ist entsprechend ausgelegt, um mit Hilfe einer phasenstarren Schaltung oder

einer PLL-Schaltung eine konstante Geschwindigkeitssteu-20

erung durchzuführen. Ein phasenstarres Steuersystem weist üblicherweise einen mit einem Motor verbundenen, kodierten Drehgeber bzw. rotierenden Kodierer, ein Schleifenfilter und eine Motoransteuerschaltung auf, welche wiederum

einen Servoverstärker hat. Bei einem solchen Steuersystem 25

benötigt der Motor jedoch eine beträchtliche Zeitspanne, um von einem Stillstand oder von einer Drehrichtungsumkehr einen konstanten Geschwindigkeitssteuerbetrieb zu erlangen. Dies beruht auf der Tatsache, daß infolge des Vorhandenseins des Schleifenfilters ein der Zeitkonstante des Schleifenfilters entsprechender Zeitabschnitt erforderlich ist, bevor der Motor eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ausführt. Üblicherweise wurde dieser Nachteil dadurch überwunden, daß eine Spannung mit einem vorgegebenen Pe-„P-gel bei Beginn des Motorbetriebs als Anregungssignal an die Motoransteuerschaltung angelegt wird, wobei sich während dieses Zeitabschnitts das Schleifen- oder Schaltungs-

filter lädt, so daß seine Ausgangsspannung für eine konstante Geschwindigkeitssteuerung einen eine konstante Geschwindigkeit anzeigenden Pegel erreicht (wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-35312/1979 beschrieben ist). Wenn der Motor bis auf die vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt ist oder wenn eine vorbestimmte Erregungszeit vom Start des Motors an verstrichen ist, wird das Schleifenfilter entladen, um die Motoransteuerschaltung zum Schalten mit dessen Ausgangsspannung zu versorgen. Diese Ausführungsform des herkömmlichen Steuersystems hat den Vorteil, daß der Zeitabschnitt, welchen der Motor benötigt, um eine vorbestimmte Geschwindigkeit zu erreichen, kurz ist, daß der Motor ohne irgendein nennenswertes Pendeln der Drehzahl auf den Steuerbetrieb mit konstanter Drehzahl übergeht, und daß die Aufbauzeit, die der Motor benötigt, um nach einem Start auf einen Betrieb mit konstanter Drehzahl zu kommen, kurz ist.

Bei dem vorbeschriebenen, herkömmlichen Steuersystem kann jedoch ein komplizierter Aufbau nicht vermieden werden. Wenn beispielsweise eine Anzahl Motorgeschwindigkeiten genau festgelegt werden kann, d.h. wenn Impulse, die synchron zu der tatsächlichen Drehzahl eines Motors sind, mit Bezugsimpulsen zu vergleichen sind, deren Periode einer ganz bestimmten Motorgeschwindigkeit entspricht, muß die Spannung an dem Schleifenfilter einen Pegel erreichen, welcher der genau festgelegten Motorgeschwindigkeit entspricht, bevor der Motor auf einen Steuerbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit übergeht. Das Steuersystem be- ^ou nötigt folglich Schaltungen zum Einstellen der Ausgangsspannung, deren Anzahl gleich einer bestimmbaren Anzahl von Stufen der Motorgeschwindigkeit ist und die in dem Schleifenfilterabschnitt oder dem Eingangsabschnitt oder zwischen dem Schleifenfilter und der Motoransteuerschal-

tung vorgesehen sind, und benötigt ferner eine Wählschaltung, um jeweils eine der Schaltungen zum Einstellen der Ausgangsspannung auszuwählen.

O Λ

ν-

Da jedoch die Reibungskräfte in einem von dem Motor angetriebenen Abtastmechanismus verhältnismäßig groß sind (und/ oder die Schleifenverstärkung verhältnismäßig klein ist) muß der Motor ein großes Drehmoment ausüben. Wenn eine An-5 Ordnung so ausgelegt ist, daß ein Strom, der größer als ein bestimmter Wert ist, bei einem Steuerbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit an den Motor angelegt werden kann, wird die Phasendifferenz bei einem Wert stabilisiert, der den Reibungskräften entspricht, während die Ausgangsspannung des Schleifenfilters auf der Motorbeschleunigungsseite bezüglich des Nullpegels auf einen vorgegebenen Pegel kommt. Eine Schwierigkeit ergibt sich jedoch dadurch, daß der Motor bei einer Verschiebung des Startbetriebs auf einen Steuerbetrieb mit konstanter Drehzahl vorübergehend verzögert und dann wieder beschleunigt wird, bis der Ausgang des Schleifenfilters den vorgegebenen Pegel auf der Motorbeschleunigungsseite erreicht, was dann zu einer vorübergehenden Schwankung des Motors und folglich des Abtastmechanismus führt.

Die Erfindung soll daher ein Steuersystem für einen hin- und herbewegenden Motor schaffen, welches ohne Rücksicht auf eine festgelegte Geschwindigkeit von selbst schnell und stetig von einem Startbetrieb auf einen Steuerbetrieb

25 mit konstanter Geschwindigkeit verschoben werden kann.

Ferner soll gemäß der Erfindung eine Servoverstärkerschaltung geschaffen werden, welche eine Motoransteuerschaltung aufweist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Steuersystem für einen hin- und herbewegenden Motor durch die

Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Steuer-

system für einen hin- und herbewegenden Antriebsmotor ein Schleifenfilter und einen Phasenvergleicher auf, welcher eine Phasendifferenz zwischen Bezugsimpulsen mit. einer einer

genau festgelegten Geschwindigkeit entsprechenden Periode und Impulsen unterscheidet, die synchron zu der tatsächlichen Drehzahl eines Motors sind, und welcher, wenn eine Phasendifferenz besteht, in Abhängigkeit von der Phasennacheilung/-voreilung Impulse mit jeweils einem vorbestimmten Pegel erzeugt. Zwischen dem Schleifenfilter und dem Phasenvergleicher ist eine Ladungspump-schaltung angeordnet, welche eine Spannung mit einem Nullpegel, wenn die Phasendifferenz null ist, eine positive (negative) Spannung, wenn die Phase voreilt, und eine negative(positive) Spannung erzeugt, wenn die Phase nacheilt. Die Ausgangsspannung des Schleifenfilters wird mit Hilfe von Schalteinrichtungen auf dem Nullpegel gehalten, bis der Motor auf einen Steuerbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit übergeht. Wenn bei einem Steuerbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit die Phasendifferenz null ist (wenn sich der Motor mit einer genau festgelegten Drehzahl dreht) werden die Ausgangsspannung der Ladungspumpschaltung und die des Schleifenfilters unabhängig von der festgelegten Geschwindigkeit null gemacht; wenn sich die Arbeitsweise von einem Startbetrieb zu einem Steuerbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit verschiebt, wird die Ausgangsspannung des Schleifenfilters unabhängig von der festgelegten Geschwindigkeit auf einen Nullpegel gebracht. Ferner weist das Steuersystem Ausgleichsspannungen anlegende Einrichtungen auf, welche bei einem Steuerbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit den Motor mit einem Strom versorgen, der groß genug ist, um Reibungskräfte in einem von dem Motor angetriebenen System zu überwinden. Durch die Erfindung ist somit ein insgesamt verbessertes

^O Steuersystem für einen hin- und herbewegenden Antriebsmotor geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden

Ο [T .

nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuersystems mit einem hin- und herbewegenden Antriebsmotor gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine ins einzelne gehende Schaltung eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Steuersystems;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das Eingänge und Ausgänge eines Phasenvergleichers und einer Ladungspumpschaltung zeigt;

Fig. 4 eine Ausführungsform einer schaltenden Servoverstärkerschaltung, die in dem Steuersystem der Fig. 1 vorgesehen ist;

Fig. 5 eine Ausführungsform eines ebenfalls in dem

Steuersystem der Fig. 1 vorgesehenen monostabilen Mulitvibrators;

20 Fig. 6 eine Kurve, in welcher eine Arbeitsweise des Steuersystems wiedergegeben ist;

Fig. 7 eine'verbesserte Ausführungsform der in Fig. 4

dargestellten Servoverstärkerschaltung; 25

Fig. 8 eine Brückenschaltung von vier Schaltanordnungen die bei einer Servoverstärkerschaltung mit einer Stromquellenbrücke verwendet sind, welche bei dem Steuersystem der Fig. 1 verwendbar ist; 30

Fig. 9(a) bis 9(d) Wellenformen zur Erläuterung der Nacheilung bei den Ein-Ausschaltvorgängen der Schaltanordnungen in Fig. 8;

Fig. 10 eine herkömmliche Verstärkerschaltung mit einer Stromquellenbrücke;

/T-

* Fig. 11(a) bis 11(g) Signalformen, welche die Arbeitsweise einer Schaltung wiedergeben, die der herkömmlichen Servoverstärkerschaltung mit einer Stromquellenbrücke zugeordnet sind, um einen Kurz-

5 schlußbetrieb zu verhindern;

Fig. 12 eine Verbesserung der Servoverstärkerschaltung der Fig. 10;

Fig. 13 eine Ausführungsform einer in der Schaltung der Fig. 12 vorgesehenen Verzögerungsschaltung;

Fig. 14(a) bis 14(d) Signalwellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise einer der Schaltung der Fig. · 12 zugeordneten Schaltung, um einen Kurzschluß zu verhindern und

Fig. 15 eine Ausführungsform einer Schaltung, um eine vorbestimmte Vorspannung zu einem Steuersignal zu addieren.

In Fig. 1 steuert ein Steuersystem einen Motor 10, der beispielsweise zum Hin- und Herbewegen eines Wagens eines Kopiergeräts verwendet wird, welcher üblicherweise eine Lampe und Spiegel trägt. Der Wagen hat bezüglich seiner Vorwärtsrichtung oder bezüglich des Abtasthubes eine Ausgangsstellung vor einem Belichtungsbereich. Wie im einzelnen noch beschrieben wird, ist ein Photofühler einer Fühleinheit in der Ausgangsstellung angeordnet. Der Wagen wird durch den Motor 10 für einen Vorwärtshub zu dem Belichtungsbereich angetrieben, der bei dessen Ausgangsstellung beginnt, wobei während dieses Zeitabschnitts ein mit dem Motor 10 verbundener, rotierender Kodierer 12 Impulse A erzeugt. Diese Ausgangsi'mpulse A des Kodierers 12 oder genaugenommen Ausgangsimpulse S eines Multiplexers 14 werden nacheinander von einer Steuereinheit 16 gezählt. Wenn die Vorwärtsbewegung eine vorbestinunte Weite oder einen entspre-

O I* <· w » w -

chenden Hub erreicht, wird der Wagen für einen Rückwärtsoder Rückkehrhub über die Ausgangsstellung hinaus angetrieben. Während einer derartigen Hin- und Herbewegung des Wagens öffnet und schließt die Steuereinheit 16 selektiv Schalter SWA', SWA, SWB, SWC, und SWD (siehe Fig. 2 für den Schalter SWD), wodurch die Ausgangspolarität eines Verstärkers 18 geschaltet wird, welcher wahlweise in invertierendem und nichtinvertierendem Betrieb betreibbar ist.

Das Steuersystem weist eine phasenstarre Schleife oder eine PLL-Rückkopplungssteuerschaltung auf, welche aus einer eine genau festgelegte Geschwindigkeit haltenden und Bezugsimpulse erzeugenden Einrichtung, die einen ImpuiLsoszillator, einen Zähler 22, ein Ausgangsverknüpfungsglied 24, ein Register 26 und einen Dekodierer 28 aufweist, einer Schaltanordnung aus einem Phasenvergleicher 30, aus einer Ladungspumpschaltung 32, einem Schleifenfilter 34 sowie Schaltern SWA", SWA bis SWC, einem Servoverstärker 3 6 und dem rotierenden Kodierer 12 gebildet ist. Das Steuersystem weist auch eine analoge Rückkopplungssteuereinheit, die aus einer eine genau festgelegte Geschwindigkeit haltenden und einen analogen Sollwert erzeugenden Schaltung besteht, die durch den Verstärker 18, einen Digital-Analog-Umsetzer 38 und ein Register 4 0 gebildet ist, eine digital verarbeitende, analoge Rückkopplungsschaltung, die durch einen Frequenzteilerzähler 42, einen Multiplexer 14, einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer

und einen invertierenden/nichtinvertierenden Verstärker

46 gebildet ist, einen Differenzverstärker 48 und eine

Phasenausgleichsschaltung 50 auf. Diese PLL-Rückkopplungssteuerschaltung und die analoge Rückkopplungssteuerschaltung werden wahlweise durch die Schaltanordnung SWA¹, SWA bis SWC mit dem Servoverstärker 36 verbunden. Das Steue'rsystem weist ferner eine Ausgangsstellungsantrieb-Steuerschaltung auf, welche aus einer eine Ausgangsstellung feststellenden Einheit 52 mit dem Photofühler und einer Phasen-

ausgleichsschaltung 54 gebildet ist. Die Ausgangsstellungsantrieb-Steuerschaltung wird ebenfalls wahlweise über die Schaltanordnung mit dem Servoverstärker 3 6 verbunden, so daß der Motor 10 betätigt wird, um den Wagen aus einer Rückkehrstellung in die Ausgangsstellung zu verschieben.

In der PLL-Rückkopplungssteuerschaltung hält das Register 26 Daten, welche eine Geschwindigkeit festlegen. Der Dekodierer 28 formt die Ausgangsdaten des Registers 26 in ein Zählausgang-Auswählsignal um, welches an das Ausgangsverknüpfungsglied 24 angelegt wird. Der Zähler 22 zählt Ausgangsimpulse des Impulsoszillators 20 (Impulse C), um an seinem Ausgangsanschluß "0" eine.Impulsfolge zu erzeugen, deren Dauer die Hälfte der Dauer der Impulse C und deren Tastverhältnis 50%, an seinem Ausgangsanschluß "1" eine Impulsfolge, deren Dauer das Vierfache der Dauer der Impulse C ist, und an seinem Ausgangsanschluß "2" eine Impulsfolge, deren Dauer das Achtfache der Dauer der Impulse C ist; d.h. an seinem Ausgangsanschluß "i" erzeugt er eine Impulsfolge, deren Dauer das "2¹ "fache der Dauer der Impulse C ist. Das Ausgangsverknüpfungsglied 24 versorgt den Phasenvergleicher 30 mit Impulsen, die an einem der Ausgangsanschlüsse des Zählers 22 anliegen, der durch einen ausgewählten Ausgang des Dekodierers 28 festgelegt ist, wobei die Impulse als Geschwindigkeitsbezugsimpulse R dienen. Andererseits kann der Zähler 22 ein voreinstellbarer Dekrementzähler sein, welcher so angeordnet ist, daß er ein Fremsignal (borrow) an einem voreingestellten Anschluß und einen Ausgang des Registers 26 an einem voreingestellten Eingangsanschluß erhält. Bei dieser Anordnung können das Verknüpfungsglied 24 und der Dekodierer 28 entfallen.

An den Phasenvergleicher 30 werden auch Ausgangsimpulse A des rotierenden Kodierers 22 als Impulse V angelegt, welche synchron mit der Drehbewegung des Motors 10 sind. Einzelheiten des Phasenvergleichers 30, der Ladungspumpenschaltung 32 und des Schleifenfilters 34 sind in Fig. 2 dargestellt, "-■■_" _ g _

während die Ein- und Ausgänge des Vergleichers 30 und der Ladungspumpschaltung 32 in Fig. 3 dargestellt sind. Wie aus Fig. 3 zu ersehen, erzeugt, wenn die Phase der Impulse V, die synchron mit der Motordrehbewegung sind, bezüglich der Phase der Bezugsimpulse R verzögert, der Phasenvergleicher 30 einen Impuls U mit niedrigem Pegel, dessen Dauer gleich einem ganz bestimmten Voreilwert ist.. Die Ladungspumpschaltung 32 ist entsprechend ausgelegt, um eine konstante Spannung -V mit !negativem Pegel, solange der Impuls U einen niedrigen Pegel hat, eine konstante Pegel +V mit

CC

positivem Pegel, solange der Impuls D einen niedrigen Pegel hat, und eine Spannung mit einem Pegel null zu erzeugen, solange die beiden Impulse U und D einen hohen Pegel haben. Anders ausgedrückt, der Ausgang der Ladungspump-

15 schaltung 32 hat im Falle einer Phasenabweichung von

null einen Pegel null, wird aber im Falle einer Phasenabweichung in der Nacheil- oder Voreilrichtung positiv oder negativ. Das Schleifenfilter 34 integriert eine Ausgangsspannung der Ladungspumpschaltung 32; die intergrierte Spannung bleibt auf einem Pegel null, während ein Schalter SWD, welcher ein zusätzliches Element zur praktischen Ausführung der Erfindung ist, geschlossen ist. Solange der Schalter SWD offen ist, wird eine Spannung LP, die durch Integrieren eines Ausgangs CP der Ladungspumpschaltung 32 gegeben ist, von dem Schleifenfilter 34 aus dem Schalter SWA zugeführt. Diese Ausgangsspannung LP wird an den Servoverstärker 36 angekoppelt, wenn der Schalter SWA geschlossen ist. Bei einem Steuerbetrieb mit konstanter Spannung schließt, wie noch beschrieben wird, die Steuereinrichtung

16 die Schalter SWA¹, SWA,SWC, so daß der Servoverstärker 36 mit drei verschiedenen Spannungen versorgt wird, die einander überlagert oder zueinander addiert sind: nämlich einer Spannung Ef, die eine Vorspannung anzeigt, um ein Drehmoment zu erzeugen, das groß genug ist, um Reibungskräfte zu überwinden, eine PLL-Steuerspannung LP und eine analoge Rückkopplungssteuerspannung oder ein Fehlersignal EROR. Folglich erhöht der Ausgang LP des Schleifenfilters

- 10 -

34 den Motorstrom, wenn die Impulse V in der Phase bezüglich der Bezugsimpulse R nacheilen, verringert ihn, wenn die Impulse V voreilen, und hält sie auf demselben Pegel, wenn die Impulse V mit den Impulsen R genau in Phase sind. 5

Die analoge Rückkopplungssteuerschaltung hat den folgenden Aufbau. In dieser Ausführungsform wird der Wagen nur von der analogen Rückkopplungssteuerschaltung für einen Rückkehrhub mit hoher Geschwindigkeit angetrieben. Der rotierende Kodierer 12 erzeugt Impulse A und B, die synchron zu der Drehbewegung des Motors 10 und umÜt^/I zueinander in der Phase verschoben sind. Diese Impulse A und B werden an eine Unterscheidungsschaltung 56 angelegt, welche die Drehrichtung des Motors anhand einer Phasendifferenz zwisehen den Impulsen A und B unterscheidet. Der Richtungsdiskriminator 56 erzeugt ein Richtungssignal CW/CLW, welches logisch "0" ist oder einen niedrigen Pegel hat, wenn sich der Motor 10 in Vorwärtsrichtung oder im Uhrzeigersinn dreht, aber eine logische "1" oder hoch ist, wenn er sich in umgekehrter Richtung oder entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Das Richtungssignal CW/CLW wird zu dem Verstärker 46 und der Steuereinheit 16 durchgelassen. Vor einem Vorwärts- oder Abtasthub des Wagens hält die Steuereinheit 16 die Geschwindigkeit festlegende Daten in dem

^° Register 26 und 40, konditioniert den Verstärker 18 für einen positiven Ausgang und befiehlt dem Multiplexer 14, die Impulse A zu erzeugen. Bei einer Vorwärtsdrehung des Motors 10 gibt der Richtungsdiskriminator 56 an den Verstärker 4 6 ein Signal CW/CLW mit niedrigem Pegel ab, um

30

dadurch einen Schalter SWE zu öffnen. Als Ergebnis wird dann eine analoge Spannung oder ein (positives) Sollgeschwindigkeitssignal, das den die Geschwindigkeit festlegenden Daten entspricht, von dem Verstärker 18 an den positiven Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 48

35

angelegt; eine von exner Frequenz in eine Spannung umgewandelte Spannung oder ein Geschwindigkeitsrückkopplungssignal, das durch denFrequenz-Spannungsumsetzer 44 aus

- 11 -

-TT-

den Impulsen A geschaffen ist, wird mit positiver Polarität von dem Verstärker 4 6 an den negativen Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 48 angelegt; ein Signal, das eine Differenz zwischen dem Sollgeschwindigkeitssignal und dem Geschwindigkeitsrückkopplungssignal anzeigt, wird von dem Differenzverstärker 48 an den Phasenausgleicher 50 als ein Fehlersignal ERROR angelegt. Dieser Phasenausgleicher 50 weist eine bekannte Beschleunigungs-Verzögerungsschal-' tung auf, welche ein Überschwingen des Wagens in dessen Aufbaustufe unterdrückt. Der Phasenausgleicher 50 legt eine zusammengesetzte Steuerspannung aus einem Fehlersignal ERROR und einer überschwingausgleichskomponente über den Schalter SWC an den Servoverstärker 36 an. Die Steuereinheit 16 wird vorher mit Daten versorgt, die eine ganz bestfimmte Abtastbreite anzeigen, um eine Stellung festzulegen, in welcher ein Vorwärtshub des Wagens gestoppt und durch einen Rückkehrhub ersetzt werden soll.

Hierzu ersetzt die Steuereinheit 16 die Daten in dem Register 4 0 zu vorbestimmten Zeitpunkten durch allmählich abnehmende Daten, bevor der Wagen die Stoppstellung erreicht; und zwar wird dies durch Zählen der Impulse A erreicht, wobei von der Ausgangsstellung an begonnen wird und die Zählergebnisse werden dazu verwendet, die Zeitpunkte festzulegen. Der Wagen wird folglich, wenn er die Stoppstellung erreicht, stark verzögert. Wenn der Zählstand der Impulse A mit der Zahl übereinstimmt, welche der festgelegten Abtastbreite entspricht, konditioniert die Steuereinheit 16 den Verstärker 18 für einen negativen Ausgang ^ou (führt einen hohen Pegel oder einen logischen Ausgang "1" zu), gibt ein logisches Steuersignal "1" an den Multiplexer 14 ab, um einen frequenzgeteilten Zählimpuls-Ausgangsbetrieb zu bewirken, und hält Rückführgeschwindigkeitsdaten in dem Register 40. Der Strom fließt nunmehr in der entgegengesetzten Richtung durch den Motor 10, wodurch dieser (10) in umgekehrter Richtung angetrieben wird. Dann wird das Äusgangssignal CW/CLW des Richtungsdiskriminators 56

- 12 -

logisch "1", wodurch der Schalter SWE des Verstärkers geschlossen wird, um einen negativen Ausgang zu erzeugen. Bei einem solchen Rückkehrhub wird die frequenzgeteilte Ausführung der Impulse A (der Ausgang des Zählers 42) dem Frequenz-Spannungs-Umsetzer 44 zugeführt, so daß, vorausgesetzt, daß das Sollgeschwindigkeitssignal denselben Pegel hat wie das für den vorherigen Vorwärtshub, die Rückkehrgeschwindigkeit das "n"-fache der Vorwärtsgeschwindigkeit (wobei η die Dauer bzw. Periode von Ausgangsimpulsen des Frequenzteilerszählers 42 geteilt durch die Dauer bzw. Periode der Impulse A ist). Die Rückkehrgeschwindigkeit kann natürlich durch die Daten festgelegt werden, die in dem Register 40 während eines Rückkehrhubs gehalten sind. Da auf jeden Fall die Rückführgeschwindigkeit höher ist a Xs die Abtastgeschwindigkeit, ist es für die Steuereinheit 16 schwierig, die Impulse A zu zählen und im Verlauf eines Rückkehrhubs eine Zeitsteuerung aufgrund des Zählergebnisses der Impulse A durchzuführen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, zählt beim Rückkehrhub die Steuereinheit 16 frequengeteilte Impulse und steuert die Zeitsteuervorgänge aufgrund dieses Zählergebnisses. Im einzelnen erhält die Steuereinheit 16 eine Rückführbreite aus einer Abtastbreite, um eine Endrückkehrstellung vorbei an der Ausgangsstellung einzustellen und ersetzt die Daten in dem Re-

25 gister 40 durch allmählich abnehmende Daten.

Nunmehr werden die Steuervorgänge für einen Abtast- und einen Rückkeh.rhub des Wagens beschrieben., wobei hauptsächlich die Arbeitsweise der Steuereinheit 16 erfaßt

wird. Verschiedene Steuerzeitpunkte sind in Tabelle 1 aufgeführt.

- 13 -

ω
ο

to O

CJl

CJi

Tabelle

Netz an

Abtasthub

Aufbau

konstante
Geschwin
digkeit

Stop

Rückkehrhub

Stop

Bereit

Abtasthub

konstante
Geschwin
digkeit

geschlos
sen

I

SWA¹ '

offen

offen
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schlossen

geschlos
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offen

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Aufbau

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SWC

offen

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sen

offen

geschlos
sen

offen

e

SWD

geschlos
sen

offen
sen

geschlos
sen

offen

geschlos
sen

Impuls A

eft*
t «
<r t

14 AUSGANG

Impuls A

geschlos
sen

@AUSGANC

geschlos
sen

Impuls A

⁺

18 AUSGANG

⁺

@AUSGANG

—

⁺

-

Startsignal

CJ

κι:

1 4 I

CO CO

-ut-

Wenn die Energiequelle angeschaltet wird, schließt die

Steuereinheit 16 die Schalter SWB und SWD, während sie die übrigen Schalter öffnet. An den Servoverstärker 36 wird
folglich nur der Ausgang des Phasenausgleichers 54 angelegt, welcher genauso ausgelegt ist wie der Phasenvergleicher 50. Der Phasenvergleicher 54 erzeugt einen Ausgang, welcher einen vorbestimmten positiven Pegel hat,
solange der Photofühler des Stellungsdetektors 52 den
Wagen nicht feststellt, fällt aber bei Feststellen des

Wagens auf den Pegel null ab. Wenn somit der Wagen aus
der Ausgangsstellung in der Rückführrichtung verschoben
wird, wird der Motor 10 vorwärts angetrieben, bis der
Wagen wieder die Ausgangsstellung erreicht. Wenn der Wagen aus der Ausgangsstellung in der Abtastrichtung verschoben wird, wird der Motor 10 vorwärts angetrieben, so daß der Wagen in der Abtastrichtung bewegt wird, um einen (nicht dargestellten) End- bzw. Grenzwertschalter in der Nähe der Grenzwertstellung zu schließen. Entsprechend diesem Vorgang konditioniert die Steuereinheit 16 die verschiedenen Schalter für einen Rückführbetrieb, welcher in Tabelle 1 wiedergegeben und später beschrieben wird. Bei dem Rückführbetrieb wird die Bewegung des Wagens in einer Stellung gestoppt, die etwas über die Ausgangsstellung hinaus geht, worauf dann die Betriebsweise auf einen Bereitschaftsbetrieb geschaltet wird, wenn die Energiequelle angeschaltet worden ist. Bei dem Bereitschaftsbetrieb wird der Motor 10 durch einen Ausgang des Phasenvergleichers 54 vorwärts angetrieben, um den Wagen in der Ausgangsstellung
anzuordnen. Mit Hilfe eines Mikrocomputers LSI u.a. hält die Steuereinheit 16 entsprechend einem Startsignal Geschwindigkeitsanzeigedaten und die Abtastbreite anzeigende Daten,die von außen zugeführt worden sind, lädt die Geschwindigkeitsdaten in die Register 40 und 46, transformiert die die Abtastbreite anzeigenden Daten in einen Ab-

tastbreiten-Zählwert (den Zählwert der Impulse A), stellt die Schalter in den in Tabelle 1 dargestellten Abtasthub-Aufbaubetrieb und beginnt Ausgangsimpulse des Multiplexers

15 -

14 zu zählen. In der Aufbaustufe eines Abtasthubs wird an den Servoverstärker 36 ein zusammengesetztes Signal aus einem Ausgang des Differenzverstärkers 48 und einer Phasenausgleichskomponente angelegt, wodurch der Motor 10 einer analogen Rückkopplungsgeschwindigkeitssteuerung unterzogen wird, wodurch ein Uberschwingen unterdrückt ist. Der Schalter SWD des Schleifenfilters 34 wird geschlossen, indem der integrierte Ausgang des Schleifenfilters 34 auf den Pegel null eingestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann dann der Schalter SWA¹ geschlossen werden, um dem Motor einen vorbestimmten Strom zuzuführen, der groß genug ist, um Reibungskräfte zu überwinden. Wenn die Ausgangsimpulse des Multiplexers 14 (die Impulse A) einen vorbestimmten Zählwert erreichen, ändert die Steuereinheit 16 die Stellungen der

¹^ Schalter auf einen Konstantgeschwindigkeit-Steuerbetrieb. In diesem Steuerbetrieb wird der Schalter SWD des Schleifenfilters 34 geöffnet, so daß an den Servomotor das kombinierte PLL-Steuersignal LP, das Reibungsausgleichssignal Ef und ein analoges Rückkopplungs-Fehlersignal ERROR angelegt wird. Während dieser Betriebsweise ist die tatsächliche Motorgeschwindigkeit im wesentlichen gleich der Sollgeschwindigkeit, und folglich ist der Pegel des analogen Rückkopplungsfehlersignals niedrig, d.h. das PLL-Steuersignal LP hat ein Übergewicht, welches eine feine Geschwindigkeitssteuerung durch Anpassen der Phase der Impulse A(V) an die Bezugsimpulse R ermöglicht. Da der integrierte Ausgang des Schleifenfilters 34 zum Zeitpunkt einer Phasenübereinstimmung durch den Schalter SWD auf den Pegel

null eingestellt worden ist, und da die tatsächliche Mo-30

torgeschwindigkeit während der Aufbausteuerung an die Sollgeschwindigkeit angenähert ist, kann die Phase gesperrt bzw. synchronisiert werden, wodurch die Istgeschwindigkeit genau auf der Sollgeschwindigkeit stabilisiert ist.

Wenn der Wert, der den Abtastbreitendaten entspricht, durch

den Zählwert der Impulse erreicht ist, konditioniert die Steuereinheit 16 die verschiedenen Schalter für einen in

- 16 -

-Ve-

Tabelle 1 dargestellten Abtasthubstopp und ersetzt zeitlich gesteuert durch den sich ändernden Zählwert der Impulse A nacheinander die Daten in dem Register 4 0 durch kleinere (Abtasthub-Stoppbetrieb). Als nächstes ändert die Steuereinheit 16 die Stellungen der Schalter auf einen Rückführbetrieb der Tabelle 1, lädt das Register 4 0 wieder mit den Daten, die beim Start des vorherigen Abtasthubs geladen worden sind, und zählt die Ausgangsimpulse des Multiplexers 14 (die Ausgangsimpulse des Zählers 4 2), welche eine Rückführbreite genau festlegen, welche 1/n + α der Abtastbreite ist, wobei α einer Breite entspricht, welche sich der Wagen über die Ausgangsstellung hinaus bewegt (die aus den Ausgangsimpulsen des Zählers 4 2 berechnet worden ist). Wenn die verbleibende Strecke des Rückführhubs einen vorbestimmten Wert erreicht, ändert die Steuereinheit 16 nacheinander die Daten in dem Register 40 in kleinere um (Rückführstoppbetrieb) und konditioniert dann die Schalter für den Bereitschaftsbetrieb der Tabelle 1. Zu diesem Zeitpunkt hat sich dann der Wagen über die Ausgangsstellung hinaus bewegt, so daß der Schalter bewirkt, daß bei dem Übergang von dem Rückführ- auf den Bereitschaftsbetrieb der Motor durch einen (positiven)Ausgang des Phasenäusgleichers 54 vorwärts angetrieben wird. Wenn der Wagen die Stellung des Photofühlers des Stellungsdetektors 52 (die Ausgangsstellung) erreicht, fällt der Ausgang des Phasenvergleichers 54 auf den Pegel null ab, um den Betrieb des Motors 10 zu stoppen.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die analoge 'Rückkopplungssteuerung dazu verwendet, die PLL-Motor-. steuerung beim Aufbau der Drehzahl beim Beginn des Motorbetriebs zu erhöhen. Die analoge Rückkopplungsschaltung schließt auch eine Konstantgeschwindigkeitssteuerung ein, um das Steuersystem zu stabilisieren. Jedoch beruht die Konstantgeschwindigkeitssteuerung im wesentlichen auf der PLL-Steuerung im Hinblick auf die Tatsache, daß das analoge Rückkopplungsfehlersignal ich dem Nullpegel annähert.

- 17 -

In der PLL-Konstantgeschwindigkeitssteuerung mit einer Ladungspumpschaltung fallt bei einer Vollsynchronisierung der Ausgangspegel des Schleifenfilters auf null ab. Im Hinblick hierauf wird bei der beschriebenen Ausführungsform die inte grierte Spannung des Schleifenfilters auf null eingestellt, bevor eine Konstantstromsteuerung begonnen wird, so daß die Notwendigkeit einer Änderung der voreingestellten Ausgangsspannung des Schleifenfilters trotz einer Änderung der Sollgeschwindigkeit und folglich die Notwendigkeit einer Spannungseinstellschaltung für jede festgelegte Geschwindig keit entfällt, wobei auch ein Wähler zum Bestimmen einer ganz bestimmten Spannungseinstellschaltung unnötig ist.

Nachstehend werden einige Ausführungsformen des Servoverstärkers 3 6 beschrieben, welcher in dem oben beschriebenen Motorsteuersystem als Motoransteuerschaltung verwendet ist. In Fig. 4 ist eine schaltende Servoverstärkerschaltung dargestellt, in welcher ein in der Kippzeit veränderlicher monostabiler Multivibrator zum Steuern eines Stroms oder einer Spannung verwendet wird, der bzw. die über eine Pulsbreitenmodulation an den Motor angelegt wird. Die Servoverstärkerschaltung der Fig. 4 weist einen Eingangsstufen-Servoverstärker 60 auf, welcher aus einem Operationsverstärker 62, Eingangswiderständen R₁ und R_ und einer Reihenschaltung aus einem Widerstand R., und einem Kondensator C₁ gebildet ist, welche in der Rückkopplungsschaltung angeordnet ist. An den Servoverstärker 60, welcher folglich ein integrierender Verstärker ist, wird über den Widerstand R₁ ein Servoverstärker-Steuersignal Sc, welches eine

on '

negative Spannung ist, und über den Widerstand R„ ein Rückkopplungssignal Sf angelegt, welches eine positive Spannung an einem Widerstand R-, ist, welcher dazu verwendet wird, einen durch den Motor 10 fließenden Strom festzustellen.

Folglich stellt der Servoverstärker 10 die Differenz zwischen den zwei Eingangsspannungen dar. Diese Ausgangsspannung des Servoverstärkers 60 wird als eine konstante Span-

- 18 -

nung CV über einen Widerstand R. an einen monostabilen Multivibrator 64 angelegt, wodurch dessen Kippzeit gesteuert wird. Wenn die Ausgangsspannung des Servoverstärkers 60 negativ ist, wird sie durch eine Diode D getrennt bzw.

5 gesperrt.

Der monostabile Multivibrator 64 wird durch ein impulsförmiges Signal T, das von einem Impulsoszilator 66 erzeugt worden ist, mit einer vorbestimmten Periode gesteuert, so daß dessen Ausgang OUT für eine Kippzeit, die der Steuerspannung CV entspricht, auf einem hohen Pegel oder auf "H" verbleibt. Eine Schaltanordnung 68 weist Transistoren Q. und Q_ sowie Widerstände R₅ bis R₈ auf. Nur wenn der Ausgang des monostabilen Multivibrators 64 einen hohen Pegel

¹^ hat oder "H" ist, wird der Transistor Q₁ angeschaltet,

um den Transistor Q₂ anzuschalten. Entsprechend moduliert dann die Ausgangsspannung des Servoverstärkers 60 einen Ausgang des monostabilen Multivibrators 64 bezüglich der Impulsbreite und steuert dadurch den Strom, der über die

*Q Schaltanordnung 68 dem Motor 62 zugeführt wird.

Der monostabile Multivibrator 64 einer derartigen Servoverstärkerschaltung kann auch beispielsweise den in Fig. dargestellten Aufbau haben. In Fig. 5 weist der monostabile Multivibrator einen in seiner Gesamtheit mit 70 bezeichneten "555"-Zeitgeber auf. Ein Widerstand R~ ist zwischen einen Energiequellenanschluß 72 und einen Entladeanschluß geschaltet, während ein Kondensator C„ zwischen einen Schwellenwertanschluß 76 und Erde geschaltet ist. Der Entladeanschluß
geschlossen.

geschaltet, während ein Kondensator C„ zwischen einen

Schwellenwertanschluß 76 und Erde qes

ladeanschluß 74 und der Schwellenwertanschluß 76 sind kurz-

Wie dargestellt, weist der "555"-Zeitgeber 70 einen Schwellenwertvergleicher 78, einen Triggervergleicher 80, ein 35

Flip-Flop 82, eine Ausgangsschaltung 84"und einen-Schalttransistor 86 auf. An den Schwellenwertvergleicher 78 wird eine Bezugsspannung angelegt, welche 2/3 der Quellenspannung

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V ist, und an den Triggervergleicher 80 wird eine Be-Cc

zugsspannung angelegt, welche 1/3 der Quellenspannung V ist, wobei eine Spannungsteilung mittels der Wider-

CC

stände R₁₁ bis R₁- durchgeführt wird. Wenn ein Triggerimpuls an den Triggeranschluß 88 angelegt wird, wird der Ausgang OUT hoch oder geht auf einen Pegel "H", und der Transistor 86 wird abgeschaltet, wodurch der .Kondensator C_n über den Widerstand R_n auf die Quellenspannung V ge-

\J \J CC

laden wird. Wenn der Spannungspegel auf dem Kondensator C₀ an einem Steuerspannungsanschluß 90 einen Steuerpegel CV erreicht, wird der Ausgang OUT niedrig oder hat einen Pegel "L", während der Transistor 86 angeschaltet wird, um den Kondensator C„ schnell zu entladen.

De-r monostabile Multivibrator 64 mit dem vorbeschriebenen Aufbau kann seine Kippzeit (den Zeitabschnitt, für welchen der Ausgang OUT hoch oder auf einen Pegel "H" verbleibt) ändern, indem die Schwellenwertspannung durch die Steuerspannung CV geändert wird.

In Fig. 6 ist eine Kurve dargestellt, welche die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung des Integrators, der durch den Kondensator C- und den Widerstand R_ gebildet ist, und der Schwellenwertspannung sowie der Kippzeit des monostabi- ^5 len Multivibrators wiedergibt. In der Kurvendarstellung sind ein Maximalwert V„„ der Schwellenwertspannung, eine Kippzeit t„, welche durch die maximale Schwellenwertspannung V_cw festgelegt ist, ein Minimalwert V_CT der Schwellen-'wertspannung und eine Kippzeit t_T dargestellt, welche durch

die minimale Schwellenwertspannung V_CT festgelegt ist.

Aus der Kurve ist zu ersehen, daß für eine Quellenspannung V von 5V die Schwellenspannung in einem Bereich von 2,25

CC

bis 4,5 V veränderlich ist, und das Zeitverhältnis t /t

J-I Xl

0,36 ist. Wenn sich somit die Steuerspannung CV in dem Bereich von 2,25 bis 4,5V ändert, kann die Schwellenwertspannung auf die gleiche Weise geändert werden, um wiederum die Kippzeit in dem Bereich von t, bis t zu ändern.

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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in welcher eine etwas verbesserte Ausführung der anhand der Fig. 4 bis 6 beschriebenen, schaltenden S-ervoverstärkerschaltung verwendet ist. In der Servoverstärkerschaltung der Fig. 4 bis 6 bleiben die Schwellenwertspan nung und folglich die Kippzeit dieselbe, selbst wenn die Steuerspannung CV unter den minimalen Schwellenwert V_,_T

OJ-J

erniedrigt wird. Hierdurch ist verhindert, daß die Ausgangsimpulsbreite des monostabilen Multivibrators kurzer gemacht wird als der Zeitabschnitt t_T, wodurch es unmöglich gemacht

wird, den Durchschnittswert des den Motor 10 zugeführten Stroms unter einen vorbestimmten Wert zu erniedrigen, selbst wenn die Ausgangsspannung des Eingangsstufen-Servoverstärkers 60 unter den Pegel V„_T fällt. Der Servoverstärker der

Oj-I

Fig. 7 ist so ausgelegt, daß dem Motor ein Strom zugeführt wird oder an ihn eine Spannung angelegt werden kann, der bzw. die sogar niedriger als ein minimaler Strom oder eine minimale Spannung ist, was wiederum von der Kippzeit abhängt. Hierzu weist der in Fig. 7 dargestellte Schaltungs-

•20 aufbau eine Ünterscheidungsschaltung bzw. einen Diskriminator auf, um festzustellen, ob die Steuerspannung niedriger ist als der Minimalwert der Schwellenwertspannung. Wenn festgestellt wird, daß die Steuerspannung niedriger als die minimale Schwellenwertspannung ist, wird die Steuerung der Schaltanordnung durch den Ausgang des monostabilen Multivibrators unterbrochen.

Im einzelnen unterscheidet sich die Servoverstärkerschaltung der Fig. 7 von der der Fig. '4 dadurch, daß sie einen ^ow Vergleicher 92, der als Ünterscheidungsschaltung bzw. Diskriminator dient, Widerstände R₉ und ^₁₀, die einen Spannungsteiler bilden, welcher eine Bezugsspannung V für den Vergleicher 92 erzeugt, und ein UND-Glied 92 auf. Die Bezugsspannung V_n, die durch Teilen der Quellenspannung

V_cc durch die Widerstände R_g und R₁₀ geschaffen worden ist, entspricht einem Minimalwert (in dem beschriebenen Beispiel 2,25V) der Schwellenwertspannung des monostabilen

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Multivibrators 64. An den invertierenden Eingang des Vergleichers 92 wird diese Bezugsspannung V und an seinen
nichtinvertierenden Eingangsanschluß wird die Steuerspannung CV angelegt, welche ein Ausgang des Servoverstärkers 60 ist.

Obwohl bei dieser Ausführungsform die Steuerspannung CV höher aus■die Bezugsspannung V ist, bleibt der Ausgang des Vergleichers 92 hoch oder auf einem Pegel "H", um das UND-Glied 94 offenzuhalten, so daß der Ausgang des monostabilen Multivibrators 64 an die Schaltanordnung 68 angekoppelt
wird. Unter dieser Voraussetzung wird dann der Motor 10
einer Steuerung auf der Basis einer Pulsbreitenmodulation unterzogen. Bei einem Abfall der Steuerspannung CV unter die Bezugsspannung V wird der Ausgang des Vergleichers
92'niedrig oder geht auf einen Pegel "L", wodurch das UND-Glied 94 geschlossen wird, und die Schaltanordnung 68 von dem monostabilen Multivibrator 64 getrennt wird. Folglich werden die Transistoren Q₁ und Q₂ der Schaltanordnung 68

nicht leitend gehalten, wodurch der Durchschnittswert

der Stromzuführung an den Motor 10 verringert wird. Hierdurch fällt dann das Rückkopplungssignal S_p ab, und folglich steigt der Ausgang des Servoverstärkers 60 an mit dem Ergebnis, die Steuerspannung CV über den Bezugspegel V

hinaus zu erhöhen. Der Ausgang des Vergleichers 6 2 wird

dann hoch oder geht auf einen Pegel "H", um das UND-Glied 94 zu öffnen und um dadurch die Impulsbreitenmodulation zur Steuerung wieder durchzuführen, wodurch die
Stromzufuhr zu dem Motor 10 erhöht wird. Das heißt, solange der Steuereingang S an dem Servoverstärker 6 0 klein ist, wird der vorbeschriebene Vorgang wiederholt, um dem Motor 10 einen kleinen Strom zuzuführen.

Der Spannungssteuerbereich kann auf dieselbe Weise in dem

Fall vergrößert werden, wenn der schaltende Servoverstär-35

ker eine Spannungsquelle aufweist. Erforderlichenfalls
kann der Ausgang des in Fig. 7 dargestellten Vergleichers 92 invertiert und an den Rücksetzeingang des in Fig. 5 dar-·

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gestellten "555"-Zeitgebers 70 angekoppelt werden, so daß das UND-Glied 94 weggelassen werden kann. In einem solchen Fall kann eine Anordnung so ausgelegt werden, daß, wenn die Steuerspannung niedriger als die minimale Schwellenwert Spannung ist, der monostabile Multivibrator 64 rückgesetzt wird, um die Steuerung der Schaltanordnung 68 zu unterbrechen, welche durch den Ausgang des monostabilen Multivibrators 64 durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine schaltende Servoverstärkerschaltung in der in Fig. 7 dargestellten Form den Motorstrom oder die Motorspannung über einen ausgedehnten bzw. vergrößerten Bereich steuern.

Weitere Beispiele der Servoverstärkerschaltung, die bei der Erfindung anwendbar sind, insbesondere ein sogenannter Brük kenservoverstärker, werden nachstehend beschrieben. Zuerst wird die allgemeine Ausführung und Arbeitsweise eines sogenannten Brücken-Servoverstärkers beschrieben.

Eine Stromquellen-Brückenservoverstärkerschaltung ist für ^O die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsteuerung eines Gleichstrommotors in großem Umfang verwendet worden. Wie in Fig. 8 dargestellt, weist eine solche Servoverstärkerschaltung eineBrückenschaltung aus vier Schaltanordnungen SW₁ bis SW. auf, welche zwischen eine positive Leitung V+ und der Erdleitung GND einer Gleichspannungsquelle geschaltet ist. Ein Gleichstrommotor 10 ist zwischen die Abgleichpunkte a und b der vier Schaltanordnungen SW₁ bis SW. geschaltet. Entsprechend einem Steuereingangssignal werden Steuersignale S₁ bis s. an den entsprechenden Schaltanord-I 4

nungen gesteuert, so daß die Schaltanordnungen SW₁, SW.

und die Schaltanordnungen SW-#· SW- wahlweise leitend gemacht werden (und den Stromdurchgang ermöglichen). Gleichzeitig wird der Zeitabschnitt oder der Grad der Leitfähigkeit gesteuert, um die Richtung und Größe des durch den 35

Motor 10 fließendenStroms zu steuern.

Die Endstufen-Schaltanordnung SW₁ bis SW. einer derartigen

- 23 -

Servoverstärkerschaltung sind durch Transistoren oder ähnliche Halbleiterelemente gebildet. Infolge einer Verzögerung bei der Schaltzeit kommt es manchmal zu einem Kurzschluß bei welchem die Schaltanordnungen, beispielsweise SW₁ und SW₉ in Fig. 8 zusammen bzw. gleichzeitig leitend werden. In der Schaltungsanordnung der Fig. 8 sollen die Steuersignale S₁ und S. an den Schaltelementen SW₁ und SW. eine in Fig. 9a dargestellte Wellenform und die Steuersignale S₉ und s_. an den Schaltelementen SW₉ und SW-, eine in Fig. 9b dargestellte Wellenform haben. Dann werden die Schaltelemente SW₁ und SW. mit einer in Fig. 9c wiedergegebenen Verzögerung leitend (angeschaltet) oder nichtleitend (abgeschaltet) . In ähnlicher Weise werden die Schaltelemente SW₉ und SW-, leitend (angeschaltet) oder nichtleitend (ab-

¹^ geschaltet) , wie in Fig. 9d dargestellt ist. Somit besteht die Möglichkeit von Kurzschlüssen in den schraffierten Zeitzonen der Fig. 9a bis 9d. Folglich muß ein Stromguellen-Brückenservoverstärker der vorbeschriebenen Ausführungsform mit einer Schaltung versehen sein, um solche Kurzschlüsse zu verhindern. In Fig. 10 sind die gleichen Elemente wie in Fig. 8 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die in Fig. 10 dargestellte Schaltung weist Widerstände R₁ und R₉ zum Erzeugen von Spannungen auf, die Strömen entsprechen, welche durch den Motor 10 in der Richtung A bzw. B fließen. Eine Stromfühlschaltung 102 weist einen Operationsverstärker OP₁, Eingangswiderstände R_ und R₄, einen Erdungswiderstand R₁- und einen Rückkopplungswiderstand R, auf. Wenn an den Stromdetektor 102 eine Ausgangsspannung ^b

über den Widerstand R₁ angelegt wird, erzeugt er eine negative Spannung, welche der Eingangsspannung entspricht. Wenn der Eingang an dem Stromdetektor 102 eine Ausgangsspannung am Widerstand R₉ ist, erzeugt er eine positive Spannung,

welche der Eingangsspannung entspricht. 35

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32049A3

Die Vergleicherschaltung 104 wird verwendet, um eine Ausgangsspannung V_f des Stromdetektors 102 mit einem Steuereingangssignal (Spannungssignal) V. zu vergleichen, welches an einem Eingangsanschluß 106 anliegt. Das Ausgangsspannungssignal V des Vergleichers 104 hat eine Polarität und Größe, welche von der Beziehung in Größe und Differenz zwischen den Spannung V^ und V. abhängt. Die Spannungssignale V. und V_f welche entgegengesetzte Polaritäten haben, werden durch Widerstände R-,, R_Q zueinander addiert, und die

/ ο

Differenz wird zu einem invertierenden Integrationsverstärker 104 durchgelassen, der einen Operationsverstärker OP-, einenwiderstand R» und einen Kondensator C aufweist. Die Funktionsweise des invertierenden Verstärkers entspricht der eines Tiefpaßfilters. Eine Absolutwertsschaltung 108 ist verwendet, um einen Absolutwert [V [einer Ausgangsspannung V₀ des Vergleichers 104 zu erzeugen. Eine PuIsbreitenmodulationsschaltung 110 dient dazu, ein Impulssignal mit einer Dauer oder Breite zu erzeugen, welche einem Ausgang I V | der Absolutwertspannung 108 entspricht. Ein

20 Vergleicher 112 wird verwendet, um die Polarität eines

Ausgangssignals V der Vergleicherschaltung 104 festzustellen; er erzeugt einen hohen Pegel oder einen logischen Ausgang "1", wenn das Signal V positiv ist, und sonst einen niedrigen Pegel oder einen logischen Ausgang "0". In Abhängigkeit von dem Ausgangspegel des Vergleichers 112 wird ein UND-Glied 114 oder 116 geöffnet, um ein pulsbreitenmoduliertes Signal von der Pulsbreitenmodulationsschaltung 110 zu dem Schaltelement SW₁ oder SW₃ durchzulassen.

Die Schaltung 118 zum Vermeiden eines Kurzschlusses weist monostabile Multivibratoren 120 und 122, Inverter 124 und 126, ein ODER-Glied 128 und UND-Glied 130 auf. Wenn der Ausgang V des Vergleichers 104 wiederholt auf die positive und negative Seite schwingt, wie in Fig. 11a dargestellt ist, wird der Ausgang J V_Q [ der Absölutwertschaltung 108 geändert wie in Fig. 11b dargestellt ist, während der Ausgang CP_Q des Vergleichers 112 geändert wird, wie in

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"^:*32ÖV943

* Fig. 11c dargestellt ist. Folglich werden die Ausgänge OS₁ und 0S„ der monostabilen Multivibratoren 120 und 122, der Ausgang OR₀ des ODER-Glieds 128 und der Ausgang IN„ des Inverters 126 so geändert, wie durch die Wellenformen in Fig.

lld bis 11g dargestellt. Solange der Ausgang IN- des Inverters 126 auf einem niedrigen Pegel oder dem logischen Wert "0" verbleibt, sperrt das UND-Glied 130 die Ausgangsimpulse des Impulsbreitenmodulators 110 und hält dadurch die Schaltelemente SW₁ und SW, nichtleitend. Die Schaltung weist ferner Dioden D₁ bis D. zum Unterdrücken von umge^ kehrten Spannungen auf, welche entstehend würden, wenn die Schaltelemente SW₁ bis SW. abgeschaltet werden.

Wenn eine positive Spannung als der Steuereingang V. an den Eingangsanschluß 106 der in Fig. 10 dargestellten Servo verstärkerschaltung angelegt wird, wird die Ausgangsspannung V des Ver"gleichers 104 negativ, und der Ausgang des Vergleichers 112 wird "0". Hierdurch wird der Ausgang des Inverters 124 eine logische "1", wodurch das Schaltelement

SW- angeschaltet wird, und gleichzeitig wird das UND-Glied 116 geöffnet, wodurch der"Ausgangsimpuls des Pulsbreitenmodulators 110 an das Schaltelement SW- als Steuersignal angelegt wird. Das Schaltelement SW- wird folglich für einen Zeitabschnitt (Schaltdauer) angeschaltet, die der Brei-'

te des Eingangsimpulses entspricht. Dann fließt ein Strom durch den Motor 10 in der Richtung A, wodurch dieser in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Der durch den Motor 10 fließende Strom wird mittels des Stromdetektors 102 festgestellt, dessen Ausgangsspannung V^ (in diesem Fall eine negative Spannung) an den Vergleicher 104 rückgekoppelt wird. Durch den Vergleicher 104 wird die Impulsbreite an dem Pulsbreitenmodulator 110 entsprechend der Differenz zwischen der Spannung V- und dem Steuereingang V. geändert. Folglich wird die Leitfähigkeitszeit des Schaltelements SW- gesteuert, um den durch den Motor 10 fließenden Strom zu steuern, so daß der Motor 10 in Drehung versetzt und mit einer Drehzahl angetrieben wird, welche dem Steuerein-

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1 gang an dem Servoverstärker entspricht.

Wenn die Spannung, die als Steuereingang V. angelegt worden ist, negativ ist, wird die Ausgangsspannung V des Vergleichers 104 negativ, und der Ausgang CP des Vergleichers 110 wird eine logische "1", wodurch das Schaltelement SW. angeschaltet wird. Gleichzeitig wird der Ausgangsimpuls des Pulsbreitenmodulators 110 an den Motor 10 angekoppelt, welcher dann durch einen Strom, welcher nunmehr in der Richtung B fließt, in umgekehrter Richtung angetrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausgang V_f des Stromdetektors 102 als eine positive Spannung an den Vergleicher 104 rückgekoppelt.

Auf diese Weise bleibt, solange sich der Steuerausgang an dem Servoverstärker auf die Seite einer positiven Spannung oder einen negativen Spannung ändert, der Ausgang des Vergleichers 104 im wesentlichen negativ oder positiv. Da jedoch der Stromdetektor 102 seinen Ausgang V^ entsprechend einer Änderung des Steuereingangs an dem Servoverstärker nicht ohne eine Verzögerung ändern kann, kann die Absolut— wertbeziehung zwischen dem Steuereingang V. und dem Ausgang V.p des Stromdetektors 102 invertiert werden, wodurch dann die Ausgangsspannung des Vergleichers 104 von negativ auf positiv oder umgekehrt verschoben wird, wie in Fig. 11a dargestellt ist. Unter dieser Voraussetzung wird dann die einem Kurzschluß entgegenwirkende Schaltung 118 angeschaltet, um die Schaltelemente SW₁ und SW-. für einen Zeitabschnitt abzuschalten, der durch den monostabilen Multivibrator 120 oder 122 festgelegt worden ist, und betätigt danach die Schaltelemente SW₁ bis SW., so daß ein Strom in entgegengesetzter Richtung durch den Motor 10 fließt. Dann kehrt die Ausgangsspannung des Vergleichers 104 wieder auf den negativen oder den positiven Pegel zurück. Wenn der Vergleicherausgang V₀ den Nullpegel kreuzt, wird die einem Kurzschluß entgegenwirkende Schaltung 118 wieder angeschaltet, um die Schaltelemente SVJ₁ und SW_ abzuschalten. Solan-

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ge die Schaltelemente SW. und SW₃ abgeschaltet sind, ist mit Sicherheit verhindert, daß der Stromdetektor 102 einen durch den Motor 10 fließenden Strom feststellt. Auf diese Weise beeinflußt die Arbeitsweise der einem Kurzschluß entgegenwirkenden Schaltung nachteiligerweise die Möglichkeit, einem Steuereingang zu folgen, und die Stabilität des Betriebs. In einem sich hin- und herbewegenden Abtaster würde beispielsweise die schlechtere Folgefähigkeit sowie die schlechtere Stabilität nachteilig für die Stabilität einer Konstantgeschwindigkeitssteuerung sein.

Die Brücken-ServoverStärkerschaltung, die bei der Erfindung anwendbar ist, schafft hierbei eine Verbesserung gegenüber einem herkömmlichen Brücken-Servoverstärker und sie ist aus-

I^ gezeichnet dazu geeignet, einer Änderung des Steuereingangs zu.folgen. Anhand von Fig. 12 bis 15 wird eine Ausführungsform einer Brücken-Servoverstärkerschaltung gemäß der Erfindung beschrieben, In Fig. 12, welche ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Servoverstärkers ist, sind die glei-

²⁰ chen Elemente wie die in der herkömmlichen, in Fig. 10

dargestellten Schaltung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht noch einmal beschrieben.

Wie dargestellt, wird das Ausgangssignal V eines Vergleichers 104 an einen invertierenden/nichtinvertierenden Verstärker 140 angelegt, dessen Ausgang wiederum an eine Pulsbreiten-Modulationsschaltung 110 angelegt wird. Der Verstärker 140 weist einen Operationsverstärker OP₃, Eingangswiderstände R_1n und R₁₁, einenRückkopplungswiderstand IU ι ι

R₁₂ und ein Schaltelement SW₅ auf; hierbei arbeitet der Verstärker 140 als ein invertierender Verstärker, wenn das Schaltelement SW₁. angeschaltet ist, und als ein nichtinvertierender Verstärker, wenn es abgeschaltet ist. Das Schaltelement SW₁- wird durch einen Ausgang eines Vergleichers 142 gesteuert, wodurch die Polarität eines Steuereingangs V. an dem Servoverstärker festgelegt wird. Wenn der Steuereingang V. positiv ist, ist der Ausgang des Vergleichers

142 eine logische "1", um das Schaltelement SWj. über ein ODER-Glied 144 anzuschalten. Wenn der Steuereingang V. negativ ist, ist der Ausgang des Vergleichers 142 logisch "0", wodurch das Schaltelement SW_n. über das ODER-Glied 144 abgeschaltet wird. Ein Widerstand R₁-, und eine Diode D- sind in dem Servoverstärker vorgesehen, um einen Eingang an den Pulsbreitenmodulator 110, wenn.der Ausgang des Vergleichers 140 negativ ist, in einem Verhältnis anzulegen, welches einem Spannungsabfall in der Durchlaßrichtung der Diode D₁. entspricht.

Der Ausgang des Vergleichers 142, der über das ODER-Glied 144 durchgelassen wird, wird über eine einem Kurzschluß entgegenwirkende Schaltung 146 an die Endstufen-Schaltelemente SWJ bis SW₄ und an UND-Glieder 148, 150, 114 und 116 angelegt, die zum Steuern des Betriebs des Servoverstärkers verwendet werden.

Die einem Kurzschluß entgegenwirkende Schaltung 146 weist eine Verzögerungsschaltung 152, ein UND-Glied 154 mit positivem Eingang und ein UND-Glied 156 mit negativem Eingang auf, um eine UND-Funktion aus einem Eingangssignal DL. und einem Ausgangssignal DL der Verzögerungsschaltung zu erhalten. Die Verzögerungsschaltung 152 kann so wie beispielsweise in Fig. 13 dargestellt ist, ausgeführt sein. Der von dem Vergleicher 142 kommende Signaleingang DL. an der Verzögerungsschaltung 152 soll sich so ändern, wie in Fig. 14a dargestellt ist. Die Verzögerungsschaltung 152 erzeugt dann das Signal DL. nach Verstreichen einer vor-' ^χ

bestimmten Verzögerungszeit T,, wie in Fig. 14b dargestellt ist. Der Ausgang A- des UND-Glieds 154 wird nur dann logisch "1", wenn die beiden Signale DL. und DL logisch "1" sind, wie in Fig. 14c dargestellt ist, während der Ausgang A₂ des UND-Glieds 156 nur dann logisch "1" wird, wenn die beidenSignale DL. und DL logisch "0" sind, wie in Fig. 14d dargestellt ist. Folglich bleiben für einen Zeitabschnitt, welcher der Verzögerungszeit T, entspricht,

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die Ausgänge des UND-Glieds 154 und 156 und folglich die der UND-Glieder 148 und 150 gemeinsam logisch "0", wodurch alle Schaltelemente SW₁ bis SW. abgeschaltet werden, so daß ein Kurzschlußbetrieb verhindert ist, welcher sonst im Falle einer Änderung im Schaltzustand der Schaltelemente auftreten würde. Ferner ist ein Eingangsanschluß 158 für einSignal vorgesehen, welches eine Drehrichtung des Gleichstrommotors 10 festlegt. Wenn dieses Signal einen logischen Pegel "1" hat, kann der Motor 10 unabhängig von dem Ausgang des Vergleichers 142 in der Vorwärtsrichtung gedreht werden. Ferner ist noch ein Freigabesignalanschluß 160 vorgesehen. Der Servoverstärker wird freigegeben, wenn das Freigabesignals logisch "1" ist, wird aber gesperrt, wenn es logisch "0" ist.

15 ·' '

In der beschriebenen Servoverstärkerschaltung macht eine positive Spannung, welcher als der Steuereingang V. angelegt worden ist, den Ausgang des Verstärkers 142 logisch "1", wodurch das Schaltelement SW^ des Verstärkers 140 geschlossen ist, um einen invertierenden Betrieb zu schaffen.

Der Ausgang V des Vergleichers 104 ist negativ, folglich ist der Ausgang des Verstärkers 140 positiv, so daß der Pulsbreitenmodulator 110 ein impulsförrniges Signals mit einer Dauer erzeugt, welche der Größe des positiven Ausgang des Verstärkers 140 entspricht. Nach Verstreichen der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 152 wird der Ausgang des UND-Glieds 154 logisch "1", wodurch der Ausgang des UND-Glieds 148 logisch "1" wird, wenn das Freigabesignal logisch "1" ist. Das Schaltelement SW. wird

30 ⁴

dann angeschaltet, während der impulsförmige Ausgang

des Pulsbreitenmodulators 110 über das UND-Glied 114 an das Schaltelement SW₁ angekoppelt wird, um dessen Leitfähigkeitszeit zu steuern. Folglich wird dem Motor 10 ein Strom in der Richtung A der Fig. 12 zugeführt und dieser dadurch in Vorwärtsrichtung angetrieben (entgegengesetzt zu der herkömmlichen Anordnung der Fig. 10 in dieser Ausführurigsform). Dieser durch den Motor 10 fließende

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f """ 320A943

Strom wird mittels des Stromdetektors 102 festgestellt, so daß eine negative Spannung V, von dem Stromdetektor an den Vergleicher 104 rückgekoppelt wird,

Selbst wenn der Absolutwert der Spannung V_f stärker wächst als der des Steuereingangs V., um die Polarität der Ausgangs spannung V des Vergleichers 104 von negativ auf positiv zu ändern, bleiben die Bedingungen bzw. die Stellungen der Schaltelemente SW. bis SW. dieselben, während der Ausgang des Verstärkers 140 negativ wird. Folglich wird an den Pulsbreitenmodulator 110 eine verhältnismäßig niedrige Spannung angelegt, welche durch die Diode D₅ gehalten wird. Da der Ausgangsimpuls üblicherweise eine vorgegebene verhältnismäßig geringe Breite hat, wird dem Motor 10 fortlaufend ein verhältnismäßig kleiner Strom in der Richtung A zugeführt.

Dies gilt nur, wenn die Polarität des Steuereingangs V. von positiv auf negativ oder umgekehrt geändert wird, da ^O dann die Bedingungen an den Schaltelementen SW₁ bis SW.

geändert werden. Im Augenblick einer Änderung in der Steuereingangspolarität wird die einem Kurzschluß entgegenwirkende Schaltung 146 angeschaltet, um einen Kurzschluß zu verhindern, und die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ werden be-

op- I ft

tätigt, um die Flußrichtung des Stroms durch den Motor umzukehren. Auf diese Weise sind bei der Servoverstärkerschaltung gemäß der Erfindung unnötige Schaltvorgänge der Schaltelemente und unnötige Betätigungen der einem Kurzschluß entgegenwirkenden Schaltung ausgeschlossen,-solange

sich der Steuereingang nur zu der positiven oder negativen Seite hin ändert, wodurch ein ausgezeichnetes Folgen einer Änderung des Steuereingangs erreicht ist.

In Verbindung mit einem solchen Brücken-Servoverstärker .

kann eine Schaltung verwendet werden, wie sie in Fig.

dargestellt ist, um dem Motor einen vorbestimmten Strom zuzuführen, welcher groß genug ist, um Reibungskräfte

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1 in dem Abtastmechnismus zu überwinden.

Die Schaltung der Fig. 15 weist einen Verstärker 180, der wahlweise invertierend oder nichtinvertierend betreibbar ist und eine invertierende Verstärkerschaltung 182 auf, in welcher eine Ausgangsspannung des Verstärkers 180 zu einem Steuereingang V. addiert wird. Der Verstärker 180 weist ein Schaltelement SVvV auf, welches durch ein Schaltsignal SD an- und abgeschaltet wird, welches entsprechend

10 der Abtastrichtung erzeugt wird. Beispielsweise kann das

Schaltelement SVT, während eines Vorwärtshubs eines Abtasters angeschaltet werden, so daß der Verstärker 180 als invertierenderVerstärker arbeitet, um eine vorbestimmte positive Spannung V in eine negative Vorspannung zu invertieren

und zu verstärken. In diesem Fall ist dann der Steuereingang V. für einen Vorwärtshub eine negative Spannung. Diese negative Spannung und die Vorspannung von_ dem Verstärker 180 werden durch die invertierende Verstärkerschaltung 182 zueinander addiert, deren Ausgang dann an den Eingangsanschluß 106 der Fig. 12 als ein positiver Steuereingang V. ' angekoppelt wird. Der Brücken-Servoverstärker mit dem vorbeschriebenen Aufbau gemäß der Erfindung kann eine Steuerung durchführen, die genau einer Änderung eines angekoppelten Steuereingangs folgt und welche insbesondere wirksam wird, wenn sie bei einer Konstantgeschwindigkeitssteuerung eines sich hin- und herbewegenden, in Fig. 1 dargestellten Mechanismus u.a. angewendet wird. Im Vergleich zu der herkömmlichen, einem Kurzschluß entgegenwirkenden Schaltung der Fig. 10 ist die in Fig. 12 dargestell-

te Schaltung gemäß der Erfindung im Aufbau ziemlich einfach, da nur eine Verzögerungsschaltung, ein UND-Glied mit positivem Eingang und ein UND-Glied mit negativem Eingang erforderlich sind, um eine UND-Funktion aus Eingangs- und

Ausgangssignalen der Verzögerungsschaltung zu erhalten. 35

Obwohl in der Ausführungsform der Fig. 12 die Schaltelemente durch einen Ausgang des Impulsbreitenmodulators an- und abgeschaltet werden, um eine Leitfähigkeitszeit zu haben,

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welche einer Breite des Modulatorausgangsimpulses entspricht, können die Schaltelemente, wie beispielsweise Transistor einen Leitfähigkeitsgrad aufweisen, der linear durch einen Ausgang des Verstärkers 140 gesteuert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist somit ein Steuersystem für einen hin- und herbewegenden Antriebsmotor einen Phasenvergleicher auf, welcher eine Phasendifferenz zwischen Impulsen, die zu.der Drehbewegung eines Motors synchron sind, und Bezugsimpulsen festlegt, deren Periode einer genau festgelegten Geschwindigkeit entspricht, um einen Impuls, solange eine

Phasendifferenz besteht, und entsprechend der Phasenvor-/ nacheilung zu erzeugen. Eine Ladungspumpschaltung ist zwisehen den Phasenvergleicher und ein Schleifenfilter des Steuersystems geschaltet, um eine Spannung zu erzeugen, welche einen Nullpegel hat, wenn die Phasendifferenz null ist, und entsprechend dem Nullpegel gemäß der Phasenvor-/ -nacheilung positiv (negativ) oder negativ(positiv) ist.

Bis der Motor einen konstanten Geschwindigkeitssteuerbetrieb hat, wird der Ausgang des Schleifenfilters-durch Schalteinrichtungen auf einem Nullpegel gehalten.

Solange bei einem konstanten Geschwindigkeitssteuerbetrieb die Phasendifferenz null ist (was bedeutet, daß die Drehbewegung des Motors bei einer festgelegten Geschwindigkeit liegt) werden die Ausgangsspannungen der Ladungspumpschaltung und des Schleifenfilters unabhängig von der festgelegten Geschwindigkeit auf einem Nullpegel gehalten. Wenn 3® sich die Arbeitsweise von einem Startbetrieb zu einem konstanten Geschwindigkeitssteuerbetrieb verschiebt, wird die Ausgangsspannung des Schleifenfilters unabhängig von der im einzelnen festgelegten Geschwindigkeit auf einem Nullpegel gehalten. Das Steuersystem weist ferner eine Ausgleichsspannungs-Zuführeinrichtung auf, um den Motor mit einem Strom zu versorgen, welcher groß genug ist, um Reibungskräfte eines Systems zu überwinden, das durch den Motor angetrieben wird.

Claims

Patentansprüche

My Steuersystem für einen hin- und herbewegenden Motor, g ekennzeichnet durch ein. Schleifenfilter (34), durch eine Motorantriebs-Steuerschaltung (36;68), durch eine Auswählschaltung (16) zum Auswählen entweder eines Startbetriebs oder eines Steuerbetriebs mit konstanter Geschwindigkeit, durch eine Generatorschaltung (20 bis 28) zum Erzeugen von Bezugsimpulsen, deren Periode einer genau festgelegten Geschwindigkeit entspricht, durch einen rotierenden Kodierer (12) zum Erzeugen von Impulsen, die synchron zu der Drehbewegung des Motors sind, durch einen Phasenvergleicher (3O)₇ um die Bezugsimpulse in der Phase mit den synchronen Impulsen zu vergleichen, um einen Ausgang zu erzeugen, welcher die sich ergebende Phasendifferenz darstellt, durch eine Ladungspumpschaltung (32), die zwischen den Phasenvergleicher (30 ) und das Schleifenfilter (34) geschaltet ist, um eine Ausgangsspannung entsprechend der Phasendifferenz zu erzeugen, und durch Schalteinrichtungen (SWA¹, SWA bis SWD), um einen Ausgang des Schleifenfilters (34) auf einem vorbestimmten Spannungspegel zu halten, bis das System auf einen konstanten

- 2 VII/XX/Ktz

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¹ Geschwindigkeitssteuerbetrieb übergeht.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Ladungspumpschaltung (32) eine

Spannung erzeugt, welche einen Nullpegel hat, wenn die Phasendifferenz null ist.
3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoransteuerschaltung eine Aus-

gleichsspannungs-Zuführeinrichtung aufweist, um den Motor mit einem Strom zu versorgen, welcher groß genug ist, um Reibungskräfte eines Systems zu überwinden, d^^s durch den Motor angetrieben wird .. wobei der vorbestimmte Pegel des

Ausgangs des Schleifenfilters null ist. 15
4. Steuersystem nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoransteuerschaltung eine schaltende Servoverstärkerschaltung (36; 6.0 bis 68) aufweist.
5. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoransteuerschaltung eine Brükken-Servoverstärkerschaltung (Fig. 8) aufweist.

Ö.Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η-

zeichnet, daß die schaltende Servoverstärkerschaltung einen monostabilen Multivibrator (64), dessen Kippzeit dadurch geändert wird, daß die Schwellenwertspannung durch eine Steuerspannung geändert wird, und dessen Kippzeit unveränderbar wird, wenn die Steuerspannung (CV) unter

einen Minimalwert der Schwellenwertspannung absinkt, einen Eingangsstufen-Servoverstärker (60), dessen Ausgang als Steuerspannung (CV) an der. monostabilen Multivibrator (64) angelegt wird, um dessen Kippzeit zu ändern, einen Impuls-

__ oszillator (66) , mit dessenAusgangsimpulsen der monostabile 35

Multivibrator (64) getriggert wird, eine Schaltanordnung (68), die durch einen Ausgang des monostabilen Multivibrators (64) gesteuert wird, um eine Strom oder eine Spannung

zu steuern, der bzw. die einem Motor zugeführt wird, wobei der dem Motor zugeführte Strom oder die angelegte Spannung festgestellt wird und zu dem Eingangsstufen-Servoverstärker (60) rückgekoppelt wird, und eine Unterscheidungsschaltung (92;Rg, R₁₀) aufweist, um festzustellen, ob die Steuerspannung niedriger als der Minimalwert der Schwellenwertspannung ist, wobei, wenn die Unterscheidungsschaltung feststellt, daß die Steuerspannung niedriger als die minimale Schwellenwertspannung ist, die Steuerung der Schaltanordnung durch den Ausgang des monostabilen Multivibrators (64) unterbrochen wird.

7. Steuersystem nachAnspruch 5, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Brücken-Servoverstärkerschaltung folgende Teile aufweist: eine Brückenschaltung aus vier Schaltanordnungen (SW. bis SW.), die mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sind; einen Gleichstrommotor (10), der zwischen die Abgleichpunkte der vier Schaltanordnungen (SW₁ bis SW.) geschaltet ist, von welchen wahlweise immer

zwei zu einem bestimmten Zeitpunkt entsprechend einem Steuereingangssignal über eine Schaltung leitend gemacht werden, um einen Kurzschlußbetrieb zu verhindern, wobei die Leitfähigkeitszeit und der Leitfähigkeitsgrad der Schaltanordnungen entsprechend gesteuert werden,um die Richtung ° und Größe eines Stroms zu steuern, welcher durch den Gleichstrommotor fließt; eine Stromfühlschaltung (102) zum Feststellen eines durch den Gleichstrommotor (10) fließenden Strom; einen Vergleicher (104) zum Vergleichen eines Ausgangssignals der Stromfühlschaltung (102) mit dem Steu-

ereingangssignal (V.), um ein Signal mit einer Polarität und Größe zu erzeugen, da^s der Größenbeziehung und der Differenz zwischen dem Stromdetektorausgang und dem Steuereingangssignal entspricht; einen Verstärker, der wahlweise invertierend und nichtinvertierend betreibbar ist, um den

Ausgang des Vergleichers zu invertieren oder nicht zu invertieren und zu verstärken, und eine Unterscheidungsschaltung zum Unterscheiden der Polarität des Steuereingangssignals,

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* wobei der Verstärker für eine der Betriebsarten konditioniert wird und wobei zwei der Schaltanordnungen leitend gemacht werden, die beide durch einen Ausgang der Unterscheidungsschaltung ausgewählt worden sind, wobei die Leitfähig- keitszeit und der Leitfähigkeitsgrad der ausgewählten zwei Schaltanordnungen entsprechend dem Ausgang des Verstärkers gesteuert wird.

8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch g e k e η n-

zeichnet, daß in der Servo-Verstärkerschaltung eine Unterscheidungsschaltung zum Unterscheiden der Polarität des Steuereingangssignals und eine Schaltung vorgesehen sind, um ein Signal zuzuführen, welches eine Drehrichtung des Gleichstrommotors (10) festlegt, wobei der Verstärker wahlweise eine der Betriebsarten konditioniert, und wobei zwei der Schaltelemente leitend gemacht werden, indem sie durch einen Ausgang der Unterscheidungsschaltung oder durch ein die Richtung festlegendes Signal ausgewählt werden, wobei die Leitfähigkeitszeit und der Leitfähigkeits-

grad der ausgewählten zwei Schaltanordnungen entsprechend dem Ausgang des Verstärkers gesteuert wird.

9. Steuersystem nachAnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Servo-Verstärkerschaltung eine Schaltung, um eine vorbestimmte Vorspannung zu einem Steuereingangssignal zu addieren, und eine Vergleicherschaltung vorgesehen sind, um das Steuereingangssignal, das durch die Schaltung zu der Vorspannung addiert worden ist, mit einem Ausgangssignal der Stromfühlschaltung zu vergleichen, um ein Signal mit einer Polarität und Größe zu erzeugen, das der Größenbeziehung und der Differenz zwischen dem Stromdetektorausgang und dem Steuereingangssignal entspricht.

10. Steuersystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Verhindern eines Kurzschlußbetriebs eine Verzögerungsschaltung

zum Erzeugen eines Ausgangs des Diskriminators nach einer vorbestimmten Verzogerungszext, ein UND-Glied mit positivem Eingang und ein UND-Glied mit negativem Eingang aufweist, 'um eine UND-Funktion aus Eingangs- und Ausgangssignalen der

5 Verzögerungsschaltung zu erhalten.